土橋 宜典 (ドバシ ヨシノリ)
| 情報科学研究院 メディアネットワーク部門 情報メディア学分野 | 教授 |
| 産学・地域協働推進機構 | 教授 |
Last Updated :2025/05/02
■研究者基本情報
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■経歴
委員歴
- 2022年06月 - 現在
Elsevier, Editorial Board of Computers and Graphics Journal, 学協会 - 2016年10月 - 現在
ASIA GRAPHICS, Executive Committee, 学協会 - 2015年 - 現在
Pacific Graphics, International Program Committee, 学協会 - 2018年04月 - 2022年03月
情報処理学会CGVI研究会, 主査, 学協会 - 2016年06月 - 2018年06月
画像電子学会, 副会長, 学協会 - 2014年 - 2018年
情報処理学会グラフィクスとCAD研究会, 運営委員, 学協会 - 2015年11月 - 2016年11月
Co-Chair - Mathematical Progress in Expression Image Synthesis 2016, 学協会 - 2015年10月 - 2016年10月
Program Co-Chair - Pacific Graphics 2016, 学協会 - 2015年 - 2016年
IEEE Sapporo Section, Treasurer, 学協会 - 2014年11月 - 2015年11月
Co-Chair - Mathematical Progress in Expression Image Synthesis 2015, 学協会 - 2015年 - 2015年
画像電子学会ビジュアルコンピューティング研究会・情報処理学会グラフィクスとCAD研究会, 合同シンポジウムプログラム委員, 学協会 - 2014年 - 2014年
Pacific Graphics, International Program Committee, 学協会 - 2014年 - 2014年
画像電子学会ビジュアルコンピューティング研究会・情報処理学会グラフィクスとCAD研究会, 合同シンポジウムプログラム委員, 学協会 - 2013年 - 2013年
Pacific Graphics, International Program Committee, 学協会 - 2013年 - 2013年
画像電子学会ビジュアルコンピューティング研究会・情報処理学会グラフィクスとCAD研究会, 合同シンポジウムプログラム委員, 学協会 - 2010年 - 2013年
情報処理学会グラフィクスとCAD研究会, 幹事, 学協会 - 2012年 - 2012年
Pacific Graphics, International Program Committee, 学協会 - 2012年 - 2012年
SIGGRAPH Asia 2012 Posters, Program Committee, 学協会 - 2011年 - 2011年
Pacific Graphics, International Program Committee, 学協会 - 2011年 - 2011年
画像電子学会ビジュアルコンピューティング研究会・情報処理学会グラフィクスとCAD研究会, 合同シンポジウム委員長, 学協会 - 2010年 - 2010年
SIGGRAPH Asia Sketches and Posters, Program Committee, 学協会 - 2010年 - 2010年
画像電子学会ビジュアルコンピューティング研究会・情報処理学会グラフィクスとCAD研究会, 合同シンポジウムプログラム副委員長, 学協会 - 2009年 - 2009年
Pacific Graphics, International Program Committee, 学協会 - 2009年 - 2009年
SIGGRAPH, Program Committee, 学協会 - 2009年 - 2009年
SIGGRAPH Asia Sketches and Posters, Program Committee, 学協会 - 2009年 - 2009年
画像電子学会ビジュアルコンピューティング研究会・情報処理学会グラフィクスとCAD研究会, 合同シンポジウムプログラム副委員長, 学協会 - 2007年 - 2009年
画像電子学会, 地方理事, 学協会 - 2006年 - 2009年
画像電子学会, ビジュアルコンピューティング研究会委員, 学協会 - 2008年 - 2008年
Pacific Graphics, International Program Committee, 学協会 - 2008年 - 2008年
ACM SIGGRAPH/Eurographics Symposium on Computer Animation, International Program Committee, 学協会 - 2008年 - 2008年
画像電子学会ビジュアルコンピューティング研究会・情報処理学会グラフィクスとCAD研究会, 合同シンポジウムプログラム委員, 学協会 - 2007年 - 2007年
Pacific Graphics, International Program Committee, 学協会 - 2007年 - 2007年
Computer Graphics International, International Program Committee, 学協会 - 2007年 - 2007年
ACM SIGGRAPH/Eurographics Symposium on Computer Animation, International Program Committee, 学協会 - 2007年 - 2007年
画像電子学会ビジュアルコンピューティング研究会・情報処理学会グラフィクスとCAD研究会, 合同シンポジウムプログラム委員, 学協会 - 2006年 - 2006年
Computer Graphics International, International Program Committee, 学協会 - 2006年 - 2006年
ACM SIGGRAPH/Eurographics Symposium on Computer Animation, International Program Committee, 学協会 - 2005年 - 2006年
電子情報通信学会北海道支部, 庶務幹事, 学協会 - 2005年 - 2005年
ACM SIGGRAPH/Eurographics Symposium on Computer Animation, International Program Committee, 学協会 - 2004年 - 2004年
Pacific Graphics, International Program Committee, 学協会 - 2004年 - 2004年
Visualization, Imaging and Image Processing, International Program Committee, 学協会 - 2003年 - 2003年
Pacific Graphics, International Program Committee, 学協会 - 2002年 - 2002年
Pacific Graphics, International Program Committee, 学協会 - 2001年 - 2001年
Pacific Graphics, International Program Committee, 学協会
■研究活動情報
受賞
- 2014年, 文部科学省, 文部科学大臣表彰 科学技術賞
CG映像制作のための演出技術の数理モデルに関する研究
安生;落合,土橋 - 2012年, Institute for Systems and Technologies of Information, Control and Communication, Best Student Paper Award
Visual Simulation of Magnetic Fluids
石川,楽,岩崎;土橋,西田 - 2009年, 芸術科学会・NICOGRAPH, CG国際大賞受賞特別賞
Feedback Control of Cumuliform Cloud Formation based on Computational Fluid Dynamics
土橋,楠元;西田,山本 - 2009年, Institute for Systems and Technologies of Information, Control and Communication, Best Paper Award
An Inverse Problem Approach to BRDF Modeling
岩崎,土橋;吉本,西田 - 2008年, 情報処理学会グラフィクスとCAD研究会, 優秀研究発表賞
Horizon Mapを用いた地形の効率的かつリアルなレンダリング
土橋宜典 - 2007年, 情報処理学会グラフィクスとCAD研究会, 優秀研究発表賞
事例ベースアプローチによる動的な雲の多重散乱を考慮した効率的レンダリング
土橋宜典 - 2006年, 情報処理学会グラフィクスとCAD研究会, 優秀研究発表賞
重なり格子を用いた流体のビジュアルシミュレーション
土橋宜典 - 2001年, 情報処理学会北海道支部, 奨励賞
コンピュータグラフィックスを用いたリアルな画像生成のためのレンダリングパラメータ決定支援手法
土橋宜典 - 1997年, 情報処理学会グラフィクスとCAD研究会・画像電子学会Visual Computing研究会, 研究奨励賞
土橋宜典 - 1997年, 電気学会, 論文発表賞B
土橋宜典 - 1996年, 画像電子学会, 優秀論文賞
天空光照度の基底関数表現を用いた屋外環境下における高速レンダリング法
土橋,金田;山下,西田 - 1995年, EUROGRAPHICS, Best Paper Award
A Quick Rendering Method using Basis Functions for Interactive Lighting Design
土橋,金田;中前;山下,西田
論文
- A Non-parametric Factor Representation and Editing for Measured Anisotropic Spectral BRDFs.
Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi
Graphics Interface, 18, 10, 2024年
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Efficient Visualization of Light Pollution for the Night Sky
Yoshinori Dobashi, Naoto Ishikawa, Kei Iwasaki
ACM Transactions on Graphics, 42, 6, 1, 11, Association for Computing Machinery (ACM), 2023年12月05日
研究論文（学術雑誌）, Artificial light sources make our daily life convenient, but cause a severe problem called light pollution. We propose a novel system for efficient visualization of light pollution in the night sky. Numerous methods have been proposed for rendering the sky, but most of these focus on rendering of the daytime or the sunset sky where the sun is the only, or dominant light source. For the visualization of the light pollution, however, we must consider many city light sources on the ground, resulting in excessive computational cost. We address this problem by precomputing a set of intensity distributions for the sky illuminated by city light at various locations and with different atmospheric conditions. We apply a principal component analysis and fast Fourier transform to the precomputed distributions, allowing us to efficiently visualize the extent of the light pollution. Using this method, we can achieve one to two orders of magnitudes faster computation compared to a naive approach that simply accumulates the scattered intensity for each viewing ray. Furthermore, the fast computation allows us to interactively solve the inverse problem that determines the city light intensity needed to reduce light pollution. Our system provides the user with both a forward and inverse investigation tool for the study and minimization of light pollution. - A Simple and Interactive System for Modeling Typical Japanese Castles.
Shogo Umeyama, Yoshinori Dobashi
IEICE Transactions on Information & Systems, 106, 2, 267, 270, 2023年02月
研究論文（学術雑誌） - Visual discrimination of optical material properties: A large-scale study.
Masataka Sawayama, Yoshinori Dobashi, Makoto Okabe, Kenchi Hosokawa, Takuya Koumura, Toni P Saarela, Maria Olkkonen, Shin'ya Nishida
Journal of vision, 22, 2, 17, 17, 2022年02月01日, ［国際誌］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Complex visual processing involved in perceiving the object materials can be better elucidated by taking a variety of research approaches. Sharing stimulus and response data is an effective strategy to make the results of different studies directly comparable and can assist researchers with different backgrounds to jump into the field. Here, we constructed a database containing several sets of material images annotated with visual discrimination performance. We created the material images using physically based computer graphics techniques and conducted psychophysical experiments with them in both laboratory and crowdsourcing settings. The observer's task was to discriminate materials on one of six dimensions (gloss contrast, gloss distinctness of image, translucent vs. opaque, metal vs. plastic, metal vs. glass, and glossy vs. painted). The illumination consistency and object geometry were also varied. We used a nonverbal procedure (an oddity task) applicable for diverse use cases, such as cross-cultural, cross-species, clinical, or developmental studies. Results showed that the material discrimination depended on the illuminations and geometries and that the ability to discriminate the spatial consistency of specular highlights in glossiness perception showed larger individual differences than in other tasks. In addition, analysis of visual features showed that the parameters of higher order color texture statistics can partially, but not completely, explain task performance. The results obtained through crowdsourcing were highly correlated with those obtained in the laboratory, suggesting that our database can be used even when the experimental conditions are not strictly controlled in the laboratory. Several projects using our dataset are underway. - Adjusting Level of Abstraction for Stylized Image Composition.
Ryoma Hashimoto, Yoshinori Dobashi
SIGGRAPH Asia 2022 Posters, 18, 2, ACM, 2022年
研究論文（国際会議プロシーディングス） - An Interactive Modeling System of Japanese Castles with Decorative Objects.
Shogo Umeyama, Yoshinori Dobashi
The 30th Pacific Conference on Computer Graphics and Applications, PG 2022, Short Papers, Posters, and Work-in-Progress Papers, 15, 16, Eurographics Association, 2022年
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Convolution Formulation of Cost Function in Cohen-Or Color Harmonization.
Kento Mannen, Yoshinori Dobashi
SN Computer Science, 3, 1, 86, 86, 2022年
研究論文（学術雑誌） - Rendering of Scratched Transparent Materials using Precomputed SV-BSDFs.
Shintaro Fuji, Syuhei Sato, Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Shangce Gao, Zheng Tang
SIGGRAPH Posters, 42, 2, 2022年
研究論文（国際会議プロシーディングス） - A Liquid Sound Retrieval using History of Velocities in Physically-based Simulation.
Hyuga Saito, Syuhei Sato, Yoshinori Dobashi
SIGGRAPH Asia 2021 Posters, 31, 2, ACM, 2021年
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Distortion based Watermark Extraction Technique Using 1D CNN.
Yuto Matsunaga, Naofumi Aoki, Yoshinori Dobashi, Tetsuya Kojima
International Conference on Artificial Intelligence in Information and Communication(ICAIIC), 31, 35, IEEE, 2021年, ［査読有り］
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Stream-guided smoke simulations.
Syuhei Sato, Yoshinori Dobashi, Theodore Kim
ACM Trans. Graph., 40, 4, 161, 7, 2021年, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌） - Temporal and spatial anti-aliasing for rendering reflections on water waves.
Namo Podee, Nelson Max, Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi
Comput. Vis. Media, 7, 2, 201, 215, 2021年, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌） - Designing a Symbol Classifier for Inaudible Sound Communication Systems Using a Neural Network
Kosei Ozeki, Naofumi Aoki, Saki Anazawa, Yoshinori Dobashi, Kenichi Ikeda, Hiroshi Yasuda
Proceedings of 2020 International Symposium on Information Theory and its Applications, ISITA 2020, 569, 572, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2020年10月24日
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, This study has developed a system that performs data communications using high frequency inaudible band of sound signals. Unlike radio communication systems using specified wireless devices, itonly requires microphones and speakers employed in ordinary telephony communication systems. In this study, we investigate the possibility of a machine learning approach to improve the recognition accuracy identifying binary symbols transmitted through sound signals. This paper describes some experiments evaluating the performance of our proposed technique employing a neural network as its classifier. The experimental results indicate that the proposed technique may have certain appropriateness for designing an optimal classifier for the symbol identification. - Resampling-aware Weighting Functions for Bidirectional Path Tracing Using Multiple Light Sub-Paths
Kosuke Nabata, Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi
ACM Transactions on Graphics, 39, 2, 15:1, 15:11, 2020年03月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - A Study on Automatic Music Genre Classification Based on the Summarization of Music Data
Yudai Kikuchi, Naofumi Aoki, Yoshinori Dobashi
2020 International Conference on Artificial Intelligence in Information and Communication, ICAIIC 2020, 705, 708, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2020年02月01日
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Music summarization is often employed in music genre classification to reduce the computational cost. To examine how the accuracy of the music genre classification tasks is controlled with music summarization, this study compares our proposed technique that extracts summaries from multiple sections of the music data with a conventional technique that extracts a summary from a single section. The experimental result indicates that appropriate summarization of music data may potentially give better performances. - Development of an Inaudible Sound Communications System Based on a Machine Learning Approach
Kosei Ozeki, Naofumi Aoki, Yoshinori Dobashi
2020 International Conference on Artificial Intelligence in Information and Communication, ICAIIC 2020, 079, 083, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2020年02月01日
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, This study has developed a system that performs data communications using high frequency inaudible band of sound signals. Unlike radio communications using particular wireless devices, it only requires microphones and speakers employed in ordinary telephony communications. In this paper, we describe the possibility of a machine learning approach to identify the information embedded in sound signals. Our proposed technique identifies the symbols by reading sound spectrogram based on an image recognition approach. This paper describes some experimental results evaluating the performance of the proposed technique. It indicates that the proposed technique may have a certain appropriateness to design a classifier for the symbol identification in the inaudible sound communications. - A Black Box Modeling Technique for Distortion Stomp Boxes Using LSTM Neural Networks
Yuto Matsunaga, Naofumi Aoki, Yoshinori Dobashi, Tetsuya Kojima
2020 International Conference on Artificial Intelligence in Information and Communication, ICAIIC 2020, 653, 656, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2020年02月01日
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, This paper describes an experimental result of modeling stomp boxes of the distortion effect based on a machine learning approach. Our proposed technique models a distortion stomp box as a neural network consisting of LSTM layers. In this approach, the neural network is employed for learning the nonlinear behavior of the distortion stomp boxes. All the parameters for replicating the distortion sound are estimated through its training process using the input and output signals obtained from some commercial stomp boxes. The experimental result indicates that the proposed technique may have a certain appropriateness to replicate the distortion sound by using the well-trained neural networks. - Estimating camera parameters from starry night photographs.
Naoto Ishikawa, Yoshinori Dobashi
Comput. Vis. Media, 6, 4, 445, 454, 2020年, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌） - Two-stage Resampling for Bidirectional Path Tracing with Multiple Light Sub-paths.
Kosuke Nabata, Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi
Comput. Graph. Forum, 39, 7, 219, 230, 2020年, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌） - Interactive Video Completion.
Makoto Okabe, Keita Noda, Yoshinori Dobashi, Ken Anjyo
IEEE Computer Graphics and Applications, 40, 1, 127, 139, 2020年, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌） - A Digital Modeling Technique for Distortion Effect Based on a Machine Learning Approach
Yuto Matsunaga, Naofumi Aoki, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto
2018 Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference, APSIPA ASC 2018 - Proceedings, 1888, 1892, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2019年03月04日
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, This paper describes an experimental result of modeling stomp boxes of the distortion effect based on a machine learning approach. Our proposed technique models the distortion stomp boxes as a neural network consisting of CNN and LSTM. In this approach, CNN is employed for modeling the linear component that appears in the pre and post filters of the stomp boxes. On the other hand, LSTM is employed for modeling the nonlinear component that appears in the distortion process of the stomp boxes. All the parameters are estimated through the training process using the input and output signals of the distortion stomp boxes. The experimental result indicates that the proposed technique may have a certain potential to replicate the distortion stomp boxes appropriately by using the well-trained neural network. - Temporal and spatial anti-aliasing for rendering reflection on a water surface.
Namo Podee, Nelson Max, Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi
Special Interest Group on Computer Graphics and Interactive Techniques Conference, SIGGRAPH 2019, Posters, Los Angeles, California, USA, July 28 - August 1, 2019., 50:1-50:2, ACM, 2019年, ［査読有り］ - Evaluation of Machine-Made Scores for Music Games Generated by a Deep Neural Network.
Atsuhito Udo, Naofumi Aoki, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto
International Conference on Artificial Intelligence in Information and Communication, ICAIIC 2019, Okinawa, Japan, February 11-13, 2019, 128, 131, IEEE, 2019年, ［査読有り］ - An Interactive System for Modeling Fish Shapes.
Masayuki Tamiya, Yoshinori Dobashi
2019 International Conference on Cyberworlds, CW 2019, Kyoto, Japan, October 2-4, 2019, 395, 398, IEEE, 2019年, ［査読有り］ - Fonts Style Transfer using Conditional GAN.
Naho Sakao, Yoshinori Dobashi
2019 International Conference on Cyberworlds, CW 2019, Kyoto, Japan, October 2-4, 2019, 391, 394, IEEE, 2019年, ［査読有り］ - Automatic Image Enhancement Taking into Account User Preference.
Yu Murata, Yoshinori Dobashi
2019 International Conference on Cyberworlds, CW 2019, Kyoto, Japan, October 2-4, 2019, 374, 377, IEEE, 2019年, ［査読有り］ - Image-based translucency transfer through correlation analysis over multi-scale spatial color distribution.
Hideki Todo, Array, Masataka Sawayama, Yoshinori Dobashi, Masanori Kakimoto
The Visual Computer, 35, 6-8, 811, 822, 2019年, ［査読有り］ - Some Evaluations on a Digital Watermarking Technique for Music Data Using Distortion Effect.
Yuto Matsunaga, Tetsuya Kojima, Naofumi Aoki, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto
IEICE Transactions, 102-D, 6, 1119, 1125, 2019年, ［査読有り］ - Digitization of natural objects with micro CT and photographs
Takashi Ijiri, Hideki Todo, Akira Hirabayashi, Kenji Kohiyama, Yoshinori Dobashi
PLoS ONE, 13, 4, Public Library of Science, 2018年04月01日, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, In this paper, we present a three-dimensional (3D) digitization technique for natural objects, such as insects and plants. The key idea is to combine X-ray computed tomography (CT) and photographs to obtain both complicated 3D shapes and surface textures of target specimens. We measure a specimen by using an X-ray CT device and a digital camera to obtain a CT volumetric image (volume) and multiple photographs. We then reconstruct a 3D model by segmenting the CT volume and generate a texture by projecting the photographs onto the model. To achieve this reconstruction, we introduce a technique for estimating a camera position for each photograph. We also present techniques for merging multiple textures generated from multiple photographs and recovering missing texture areas caused by occlusion. We illustrate the feasibility of our 3D digitization technique by digitizing 3D textured models of insects and flowers. The combination of X-ray CT and a digital camera makes it possible to successfully digitize specimens with complicated 3D structures accurately and allows us to browse both surface colors and internal structures. - Animating pictures of water scenes using video retrieval
Makoto Okabe, Yoshinori Dobashi, Ken Anjyo
Visual Computer, 34, 3, 347, 358, Springer Verlag, 2018年03月01日, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, We present a system to quickly and easily create an animation of water scenes in a single image. Our method relies on a database of videos of water scenes and video retrieval technique. Given an input image, alpha masks specifying regions of interest, and sketches specifying flow directions, our system first retrieves appropriate video candidates from the database and create the candidate animations for each region of interest as the composite of the input image and the retrieved videos: this process spends less than one minute by taking advantage of parallel distributed processing. Our system then allows the user to interactively control the speed of the desired animation and select the appropriate animation. After selecting the animation for all the regions, the resulting animation is completed. Finally, the user optionally applies a texture synthesis algorithm to recover the appearance of the input image. We demonstrate that our system allows the user to create a variety of animations of water scenes. - A digital watermarking technique for music data using distortion effect
Yuto Matsunaga, Tetsuya Kojima, Naofumi Aoki, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto
Acoustical Science and Technology, 39, 1, 37, 39, Acoustical Society of Japan, 2018年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Fabricating reflectors for displaying multiple images.
Kaisei Sakurai, Yoshinori Dobashi, Kei Iwasaki, Tomoyuki Nishita
ACM Trans. Graph., 37, 4, 158:1-158:10, 2018年, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌）, A great deal of attention has been devoted to the fabrication of reflectors that can display different color images when viewed from different directions not only in industry but also for the arts. Although such reflectors have previously been successfully fabricated, the number of images displayed has been limited to two or they suffer from ghosting artifacts where mixed images appear. Furthermore, the previous methods need special hardware and/or materials to fabricate the reflectors. Thus, those techniques are not suitable for printing reflectors on everyday personal objects made of different materials, such as name cards, letter sheets, envelopes, and plastic cases. To overcome these limitations, we propose a method for fabricating reflectors using a standard ultraviolet printer (UV printer). UV printer can render a specified 2D color pattern on an arbitrary material and by overprinting the printed pattern can be raised, that is, the printed pattern becomes a microstructure having color and height. We propose using these microstructures to formulate a method for designing spatially varying reflections that can display different target images when viewed from different directions. The microstructure is calculated by minimizing an objective function that measures the differences between the intensities of the light reflected from the reflector and that of the target image. We show several fabricated reflectors to demonstrate the usefulness of the proposed method. - Example-based turbulence style transfer.
Syuhei Sato, Yoshinori Dobashi, Theodore Kim, Tomoyuki Nishita
ACM Trans. Graph., 37, 4, 84:1-84:9, ASSOC COMPUTING MACHINERY, 2018年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Generating realistic fluid simulations remains computationally expensive, and animators can expend enormous effort trying to achieve a desired motion. To reduce such costs, several methods have been developed in which high-resolution turbulence is synthesized as a post process. Since global motion can then be obtained using a fast, low-resolution simulation, less effort is needed to create a realistic animation with the desired behavior. While much research has focused on accelerating the low-resolution simulation, the problem controlling the behavior of the turbulent, high-resolution motion has received little attention. In this paper, we show that style transfer methods from image editing can be adapted to transfer the turbulent style of an existing fluid simulation onto a new one. We do this by extending example-based image synthesis methods to handle velocity fields using a combination of patch-based and optimization-based texture synthesis. This approach allows us to take into account the incompressibility condition, which we have found to be a important factor during synthesis. Using our method, a user can easily and intuitively create high-resolution fluid animations that have a desired turbulent motion. - An Efficient Hybrid Incompressible SPH Solver with Interface Handling for Boundary Conditions.
Tetsuya Takahashi, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita, Ming C. Lin
Comput. Graph. Forum, 37, 1, 313, 324, 2018年, ［査読有り］ - Editing Fluid Animation Using Flow Interpolation.
Syuhei Sato, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
ACM Trans. Graph., 37, 5, 173:1-173:12, ASSOC COMPUTING MACHINERY, 2018年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, The computational cost for creating realistic fluid animations by numerical simulation is generally expensive. In digital production environments, existing precomputed fluid animations are often reused for different scenes in order to reduce the cost of creating scenes containing fluids. However, applying the same animation to different scenes often produces unacceptable results, so the animation needs to be edited. In order to help animators with the editing process, we develop a novel method for synthesizing the desired fluid animations by combining existing flow data. Our system allows the user to place flows at desired positions and combine them. We do this by interpolating velocities at the boundaries between the flows. The interpolation is formulated as a minimization problem of an energy function, which is designed to take into account the inviscid, incompressible Navier-Stokes equations. Our method focuses on smoke simulations defined on a uniform grid. We demonstrate the potential of our method by showing a set of examples, including a large-scale sandstorm created from a few flow data simulated in a small-scale space. - Inverse appearance modeling of interwoven cloth
Yoshinori Dobashi, Kei Iwasaki, Makoto Okabe, Takashi Ijiri, Hideki Todo
Visual Computer, 35, 2, 1, 16, Springer Verlag, 2017年12月04日, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, This paper proposes an inverse approach for modeling the appearance of interwoven cloth. Creating the desired appearance in cloth is difficult because many factors, such as the type of thread and the weaving pattern, have to be considered. Design tools that enable the desired visual appearance of the cloth to be replicated are therefore beneficial for many computer graphics applications. In this paper, we focus on the design of the appearance of interwoven cloth whose reflectance properties are significantly affected by the weaving patterns. Although there are several systems that support editing of weaving patterns, they lack an inverse design tool that automatically determines the spatially varying bidirectional reflectance distribution function (BRDF) from the weaving patterns required to make the cloth display the desired appearance. We propose a method for computing the cloth BRDFs that can be used to display the desired image provided by the user. We formulate this problem as a cost minimization and solve it by computing the shortest path of a graph. We demonstrate the effectiveness of the method with several examples. - A study on a digital watermarking technique for music data using distortion effect
Yuto Matsunaga, Tetsuya Kojima, Naofumi Aoki, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto
2017 8th International Workshop on Signal Design and Its Applications in Communications, IWSDA 2017, 131, 134, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2017年11月03日, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, In this paper, we propose a novel concept of a digital watermark for music data that focuses on the use of sound effect techniques. This paper describes our proposed technique, which utilizes the distortion effect, frequently employed especially for guitar and bass instruments. In addition, this paper describes the experimental results of evaluating the robustness of the proposed technique against some basic attacks including MP3 coding, tempo alteration, and pitch alteration. It is demonstrated that the proposed technique potentially has good performance against such attacks. - Computer simulation of furniture layout when moving from one house to another
Takuya Yamakawa, Yoshinori Dobashi, Makoto Okabe, Kei Iwasaki, Tsuyoshi Yamamoto
Proceedings - SCCG 2017: 33rd Spring Conference on Computer Graphics, 2017-, 4:1-4:8, Association for Computing Machinery, Inc, 2017年05月15日, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, We present a system that automatically suggests the furniture layout when one moves into a new house, taking into account the furniture layout in the previous house. In our method, the input to our system comprises the floor plans of the previous and new houses, and the furniture layout in the previous house. The furniture layout for the whole house is suggested. This method builds on a previous furniture layout method with which the furniture layout for a single room only is computed. In this paper, we propose a new method that can suggest the furniture layout for multiple rooms in the new house. To deal with this problem, we took a heuristic approach in developing a cost function by adding some new cost functions to the previous method. We show various layouts computed using our method, which demonstrates the effectiveness of it. - Feedback control of fire simulation based on computational fluid dynamics
Syuhei Sato, Keisuke Mizutani, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita, Tsuyoshi Yamamoto
COMPUTER ANIMATION AND VIRTUAL WORLDS, 28, 3-4, WILEY, 2017年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Visual simulation of fire plays an important role in many applications, such as movies and computer games. In these applications, artists are often requested to synthesize realistic fire with a particular behavior. To meet such requirement, we present a feedback control method for fire simulations. The user can design the shape of fire by placing a set of control points. Our method generates a force field and automatically adjusts a temperature at a fire source, based on user specified control points. Experimental results show that our method can control the fire shape. - Example-based Synthesis of Turbulence by Flow Field Style Transfer
Syuhei Sato, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
IGGRAPH ASIA 2017 TECHNICAL BRIEFS (SA'17), ASSOC COMPUTING MACHINERY, 2017年
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, The computational cost of physically-based fluid simulation for generating realistic animations is expensive. Therefore, it takes a long time for an animator to create the desired animation. To reduce such costs, several methods have been developed that employ an approach in which turbulence is synthesized as a post process. Since, with this approach, global motion can be obtained using low-resolution fluid simulation, realistic animations with the desired behavior can be created at low cost. In the field of image editing, style transfer methods, which can efficiently achieve the desired stylization by transferring features of an example image to a user-specified image, have been proposed. We combine these concepts and present a novel style transfer method for turbulence by reusing the existing fluid animations. Our system allows the user to transfer turbulent motion from one flow field to other flow fields. We do this by extending example-based image synthesis methods to the flow field: a patch-based synthesis and an optimization-based texture synthesis. Our method is designed such that the resulting flow fields satisfy the incompressibility condition. Our method can intuitively and easily create high-resolution fluid animations with the desired turbulent motion. - 質感認知研究のための実験手法：テクスチャ合成による3次元形状の生成
澤山 正貴, 岡部 誠, 西田 眞也, 土橋 宜典
基礎心理学研究, 36, 1, 56, 65, 日本基礎心理学会, 2017年
日本語,This research note reviews experimental methods to elucidate the visual processing underlying material perception, and considers how to generate experimental stimuli of three-dimensional shapes for the experiments. For generation of a computer graphics image of a three-dimensional object, it has been widely known that its shape features can affect the material appearance of the object. However, it is not established how to systematically control the shape features to investigate the effect. Here we suggest to utilize texture synthesis algorithms. Specifically, we used a height map of a three-dimensional object as a source image, and synthesized a novel height map by using a texture synthesis algorithm. We tested three algorithms to generate the height maps; i) synthesis based on image statistics, ii) example-based synthesis, and iii) synthesis using a convolutional neural network. We discuss how effective the texture synthesis algorithms are to investigate the effect of the shape features on the material perception.
- Example-based synthesis of three-dimensional clouds from photographs.
Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Makoto Okabe
Proceedings of the Computer Graphics International Conference, CGI 2017, Yokohama, Japan, June 27 - 30, 2017, 28:1-28:6, ACM, 2017年, ［査読有り］ - Visual simulation of clouds.
Yoshinori Dobashi, Kei Iwasaki, Yonghao Yue, Tomoyuki Nishita
Visual Informatics, 1, 1, 1, 8, 2017年, ［査読有り］ - A combining method of fluid animations by interpolating flow fields
Syuhei Sato, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
SA 2016 - SIGGRAPH ASIA 2016 Technical Briefs, 4:1, 4:4, Association for Computing Machinery, Inc, 2016年11月28日, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, The computational cost for creating realistic fluid animations by simulation is generally very expensive. In digital production environment, existing precomputed fluid animations are often reused for different scenes in order to reduce the cost for creating scenes containing fluids. However, applying same animations to different scenes produces unacceptable results, so the animation needs to be edited. In order to do this, we develop a method for synthesizing desired flow fields by combining existing flow fields. Our system allows the user to place existing flow fields at arbitrary positions, and combine them by interpolating the regions between these flow fields, to synthesize a new flow field. The interpolation of the flow fields is realized by solving a minimization problem. Our minimization problem consists of two energy functions for smoothly interpolating the velocities and satisfying the incompressibility. Our method can create the desired incompressible flow fields by reusing existing flow fields. - An Error Estimation Framework for Many-Light Rendering
K. Nabata, K. Iwasaki, Y. Dobashi, T. Nishita
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 35, 7, 431, 439, WILEY, 2016年10月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, The popularity of many-light rendering, which converts complex global illumination computations into a simple sum of the illumination from virtual point lights (VPLs), for predictive rendering has increased in recent years. A huge number of VPLs are usually required for predictive rendering at the cost of extensive computational time. While previous methods can achieve significant speedup by clustering VPLs, none of these previous methods can estimate the total errors due to clustering. This drawback imposes on users tedious trial and error processes to obtain rendered images with reliable accuracy. In this paper, we propose an error estimation framework for many-light rendering. Our method transforms VPL clustering into stratified sampling combined with confidence intervals, which enables the user to estimate the error due to clustering without the costly computing required to sum the illumination from all the VPLs. Our estimation framework is capable of handling arbitrary BRDFs and is accelerated by using visibility caching, both of which make our method more practical. The experimental results demonstrate that our method can estimate the error much more accurately than the previous clustering method. - Multiple Scattering Approximation in Heterogeneous Media by Narrow Beam Distributions
Mikio Shinya, Yoshinori Dobashi, Michio Shiraishi, Motonobu Kawashima, Tomoyuki Nishita
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 35, 7, 373, 382, WILEY-BLACKWELL, 2016年10月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Fast realistic rendering of objects in scattering media is still a challenging topic in computer graphics. In presence of participating media, a light beam is repeatedly scattered by media particles, changing direction and getting spread out. Explicitly evaluating this beam distribution would enable efficient simulation of multiple scattering events without involving costly stochastic methods. Narrow beam theory provides explicit equations that approximate light propagation in a narrow incident beam. Based on this theory, we propose a closed-form distribution function for scattered beams. We successfully apply it to the image synthesis of scenes in which scattering occurs, and show that our proposed estimation method is more accurate than those based on the Wentzel-Kramers-Brillouin (WKB) theory. - Multi-scale object retrieval via learning on graph from multimodal data
Yongsheng Zhang, Tsuyoshi Yamamoto, Yoshinori Dobashi
NEUROCOMPUTING, 207, 684, 692, ELSEVIER SCIENCE BV, 2016年09月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Object retrieval has attracted much research attention in recent years. Confronting object retrieval, how to estimate the relevance among objects is a challenging task. In this paper, we focus on view-based object retrieval and propose a multi-scale object retrieval algorithm via learning on graph from multi modal data. In our work, shape features are extracted from each view of objects. The relevance among objects is formulated in a hypergraph Structure, where the distance of different views in. the feature space is employed to generate the connection in the hypergraph. To achieve better representation performance, we propose a multi-scale hypergraph structure to model object correlations. The learning on graph is conducted to estimate the optimal relevance among these objects, which are used for object retrieval. To evaluate the performance of the proposed method, we conduct experiments on the National Taiwan University dataset and the ETH dataset. Experimental results and comparisons with the state-of-the-art methods demonstrate the effectiveness of the proposed method. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved. - Combining multiple flow fields for editing existing fluid animations
Syuhei Sato, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
SIGGRAPH 2016 - ACM SIGGRAPH 2016 Posters, 62:1-62:2, Association for Computing Machinery, Inc, 2016年07月24日, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, In this paper, we develop a method for synthesizing desired flow fields by combining existing multiple flow fields. Our system al-lows the user to specify arbitrary regions of the precomputed flow fields and combine them to synthesize a new flow field. In order to maintain plausible physical behavior, we ensure the incompressibility for the combined flow field. To address this, we use stream functions for representing the flow fields. However, there exist discontinuities at the boundaries between the combined flow fields, resulting in unnatural animation of fluids. In order to remove the discontinuities, we apply Poisson image editing to the stream functions. - Measuring microstructures using confocal laser scanning microscopy for estimating surface roughness
Yoshinori Dobashi, Takashi Ijiri, Hideki Todo, Kei Iwasaki, Makoto Okabe, Satoshi Nishimura
SIGGRAPH 2016 - ACM SIGGRAPH 2016 Posters, 28:1, Association for Computing Machinery, Inc, 2016年07月24日, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Realistic image synthesis is an important research goal in computer graphics. One important factor to achieve this goal is a bidirectional reflectance distribution function (BRDF) that mainly governs an appearance of an object. Many BRDF models have therefore been developed. A physically-based BRDF based on microfacet theory [Cook and Torrance 1982] is widely used in many applications since it can produce highly realistic images. The microfacetbased BRDF consists of three terms
a Fresnel, a normal distribution, and a geometric functions. There are many analytical and approximate models for each of these terms. - Synthesizing Fluid Animation by Combining Existing Multiple Flow Fields
Syuhei Sato, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
ACM SIGGRAPH 2016 posters, 62:1, 62:1, 2016年07月, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Efficient simulation of furniture layout taking into account lighting environment
Takuya Yamakawa, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto
ACM International Conference Proceeding Series, 23-25-, 173, 179, Association for Computing Machinery, 2016年05月23日, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Furniture layout design is a challenging problem,and several methods have recently been proposed. Although the lighting environment in a room has a strong relationship with the fur-niture functionality, the previous methods completely over-looked it in designing furniture layout. This paper addresses this problem
we propose an efficient method for computing furniture layout taking into account the lighting environ-ment. We propose a new cost function that evaluates the lighting environment taking into account inter-reections of light. A fast method for evaluating the cost function is also proposed. We demonstrate that our method improves the quality and usability of furniture layout by taking into ac-count the lighting environment. - Interactive Control of Fire Simulation based on Computational Fluid Dynamics.
Keisuke Mizutani, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto
Proceedings of the 11th Joint Conference on Computer Vision, Imaging and Computer Graphics Theory and Applications (VISIGRAPP 2016) - Volume 1: GRAPP, Rome, Italy, February 27-29, 2016., 242, 247, SciTePress, 2016年, ［査読有り］ - Creating Endless Water Flow Animation using Particle Data.
Masanori Sotozaki, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto
Proceedings of the 11th Joint Conference on Computer Vision, Imaging and Computer Graphics Theory and Applications (VISIGRAPP 2016) - Volume 1: GRAPP, Rome, Italy, February 27-29, 2016., 236, 241, SciTePress, 2016年, ［査読有り］ - Volume preserving viscoelastic fluids with large deformations using position-based velocity corrections
Tetsuya Takahashi, Yoshinori Dobashi, Issei Fujishiro, Tomoyuki Nishita
VISUAL COMPUTER, 32, 1, 57, 66, SPRINGER, 2016年01月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, We propose 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 demonstrate 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. - Controlling the Simulation of Cumuliform Clouds Based on Fluid Dynamics
Tatsuki Kawaguchi, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto
IEICE TRANSACTIONS ON INFORMATION AND SYSTEMS, E98D, 11, 2034, 2037, IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG, 2015年11月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Controlling fluid simulation is one of the important research topics in computer graphics. In this paper, we focus on controlling the simulation of cumuliform cloud formation. Using a previously proposed method for controlling cloud simulation the convergence speed is very slow; therefore, it takes a long time before the clouds form the desired shapes. We improved the method and accelerated the convergence by introducing a new mechanism for controlling the amount of water vapor added. We demonstrate the effectiveness of the proposed method by several examples. - Adaptive importance caching for many-light rendering
Hiroshi Yoshida, Kosuke Nabata, Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
Journal of WSCG, 23, 1, 65, 72, Vaclav Skala Union Agency, 2015年08月01日
英語, 研究論文（学術雑誌）, Importance sampling of virtual point lights (VPLs) is an efficient method for computing global illumination. The key to importance sampling is to construct the probability function, which is used to sample the VPLs, such that it is proportional to the distribution of contributions from all the VPLs. Importance caching records the contributions of all the VPLs at sparsely distributed cache points on the surfaces and the probability function is calculated by interpolating the cached data. Importance caching, however, distributes cache points randomly, which makes it difficult to obtain probability functions proportional to the contributions of VPLs where the variation in the VPL contribution at nearby cache points is large. This paper proposes an adaptive cache insertion method for VPL sampling. Our method exploits the spatial and directional correlations of shading points and surface normals to enhance the proportionality. The method detects cache points that have large variations in their contribution from VPLs and inserts additional cache points with a small overhead. In equal-time comparisons including cache point generation and rendering, we demonstrate that the images rendered with our method are less noisy compared to importance caching. - Fluid Volume Modeling from Sparse Multi-view Images by Appearance Transfer
Makoto Okabe, Yoshinori Dobashi, Ken Anjyo, Rikio Onai
ACM TRANSACTIONS ON GRAPHICS, 34, 4, 93, ASSOC COMPUTING MACHINERY, 2015年08月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, We propose a method of three-dimensional (3D) modeling of volumetric fluid phenomena from sparse multi-view images (e.g., only a single-view input or a pair of front- and side-view inputs). The volume determined from such sparse inputs using previous methods appears blurry and unnatural with novel views; however, our method preserves the appearance of novel viewing angles by transferring the appearance information from input images to novel viewing angles. For appearance information, we use histograms of image intensities and steerable coefficients. We formulate the volume modeling as an energy minimization problem with statistical hard constraints, which is solved using an expectation maximization (EM)-like iterative algorithm. Our algorithm begins with a rough estimate of the initial volume modeled from the input images, followed by an iterative process whereby we first render the images of the current volume with novel viewing angles. Then, we modify the rendered images by transferring the appearance information from the input images, and we thereafter model the improved volume based on the modified images. We iterate these operations until the volume converges. We demonstrate our method successfully provides natural-looking volume sequences of fluids (i.e., fire, smoke, explosions, and a water splash) from sparse multiview videos. To create production-ready fluid animations, we further propose a method of rendering and editing fluids using a commercially available fluid simulator. - Incompressibility-preserving deformation for fluid flows using vector potentials
Syuhei Sato, Yoshinori Dobashi, Yonghao Yue, Kei Iwasaki, Tomoyuki Nishita
VISUAL COMPUTER, 31, 6-8, 959, 965, SPRINGER, 2015年06月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Physically based fluid simulations usually require expensive computation cost for creating realistic animations. We present a technique that allows the user to create various fluid animations from an input fluid animation sequence, without the need for repeatedly performing simulations. Our system allows the user to deform the flow field in order to edit the overall fluid behavior. In order to maintain plausible physical behavior, we ensure the incompressibility to guarantee the mass conservation. We use a vector potential for representing the flowfields to realize such incompressibility-preserving deformations. Our method first computes (time-varying) vector potentials from the input velocity field sequence. Then, the user deforms the vector potential, and the system computes the deformed velocity field by taking the curl operator on the vector potential. The incompressibility is thus obtained by construction. We show various examples to demonstrate the usefulness of our method. - Implicit Formulation for SPH-based Viscous Fluids
Tetsuya Takahashi, Yoshinori Dobashi, Issei Fujishiro, Tomoyuki Nishita, Ming C. Lin
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 34, 2, 493, 502, WILEY-BLACKWELL, 2015年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, We propose a stable and efficient particle-based method for simulating highly viscous fluids that can generate coiling and buckling phenomena and handle variable viscosity. In contrast to previous methods that use explicit integration, our method uses an implicit formulation to improve the robustness of viscosity integration, therefore enabling use of larger time steps and higher viscosities. We use Smoothed Particle Hydrodynamics to solve the full form of viscosity, constructing a sparse linear system with a symmetric positive definite matrix, while exploiting the variational principle that automatically enforces the boundary condition on free surfaces. We also propose a new method for extracting coefficients of the matrix contributed by second-ring neighbor particles to efficiently solve the linear system using a conjugate gradient solver. Several examples demonstrate the robustness and efficiency of our implicit formulation over previous methods and illustrate the versatility of our method. - Adaptive cloud simulation using position based fluids
Charles Welton Ferreira Barbosa, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto
COMPUTER ANIMATION AND VIRTUAL WORLDS, 26, 3-4, 367, 375, WILEY-BLACKWELL, 2015年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, In this paper, we propose a method for the simulation of clouds using particles exclusively. The method is based on position based fluids, which simulates fluids using position constraints. To reduce the simulation time, we have used adaptive splitting and merging to concentrate computation on regions where it is most needed. When clouds are formed, particles are split so as to add more details to the generated cloud surface and when they disappear, particles are merged back. We implement our adaptive method on the Graphics Processing Unit (GPU) to accelerate the computation. While the splitting portion is easily parallelizable, the merge portion is not. We develop a simple algorithm to address this problem and achieve reasonable simulation times. Copyright (c) 2015John Wiley & Sons, Ltd. - Efficient Hair Rendering under Dynamic, Low-Frequency Environmental Light Using Spherical Harmonics
Xiaoxiong Xing, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto, Yosuke Katsura, Ken Anjyo
IEICE TRANSACTIONS ON INFORMATION AND SYSTEMS, E98D, 2, 404, 411, IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG, 2015年02月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, We present an algorithm for efficient rendering of animated hair under a dynamic, low-frequency lighting environment. We use spherical harmonics (SH) to represent the environmental light. The transmittances between a point on a hair strand and the light sources are also represented by SH functions. Then, a convolution of SH functions and the scattering function of a hair strand is precomputed. This allows us to efficiently compute the intensity at a point on the hair. However, the computation of the transmittance is very time-consuming. We address this problem by using a voxel-based approach: the transmittance is computed by using a voxelized hair model. We further accelerate the computation by sampling the voxels. By using our method, we can render a hair model consisting of tens of thousands of hair strands at interactive frame rates. - Example-Based Automatic Generation of Image Filters and Classifiers based on Image-Value Pairs.
Munehiro Doi, Yoshinori Dobashi, Hideaki Tamori, Tsuyoshi Yamamoto
SIXTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON GRAPHIC AND IMAGE PROCESSING (ICGIP 2014), 9443, SPIE-INT SOC OPTICAL ENGINEERING, 2015年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, We propose a novel method for the automatic generation of the spatial image filter sequences based on Genetic Programming (GP). In this method, the filter sequences consist of the filters which process Image-Value Pairs. This idea allows the filter sequences to contain not only image processing, but also numerical operations. And we exploit the popular method of the multi-objective optimization to generate the robust filter sequences. We demonstrate the generation of the background elimination filter from the pictures of flowers and also demonstrate the generation of the image classification filters. - A Sketch-based System for Cloud Volume Retrieval from Simulated Dataset for Realistic Image Synthesis
Kei Suzuki, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto
14TH ACM SIGGRAPH INTERNATIONAL CONFERENCE ON VIRTUAL REALITY CONTINUUM AND ITS APPLICATIONS IN INDUSTRY, VRCAI 2015, 51, 54, ASSOC COMPUTING MACHINERY, 2015年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, For creating synthetic images of outdoor scenes, clouds play an important role to enhance the realism of the scene. Therefore, many methods have been proposed for visual simulation of clouds. However, in order to generate realistic clouds, the user has to adjust many parameters involved in the methods. Although choosing appropriate parameters is not a difficult task for experienced users, it becomes a serious problem for novice users who have no sufficient prior knowledge on nether the parameters nor the methods. In order to address this problem, we propose a sketch-based retrieval system for cloud volumes by using a precomputed database. The database of cloud volumes is generated in advance by numerical analysis of atmospheric fluid dynamics. Next, the user sketches the desired shape of clouds at the desired position on the screen and then our system searches for the optimal cloud volume from the database. Our system allows the novice users to intuitively design the desired and realistic cloud scene. - An Interactive Editing System for Visual Appearances of Fire and Explosions.
Yoshinori Dobashi, Yuhei Shibukawa, Munehiro Tada, Syuhei Sato, Kei Iwasaki, Tsuyoshi Yamamoto
Eurographics 2015 - Short Papers, Zurich, Switzerland, May 4th - 8th, 2015., 49, 52, Eurographics Association, 2015年, ［査読有り］
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Deformation of 2D flow fields using stream functions
Syuhei Sato, Yoshinori Dobashi, Kei Iwasaki, Tsuyoshi Yamamoto, Tomoyuki Nishita
SIGGRAPH Asia 2014 Technical Briefs, SA 2014, 4:1-4:4, Association for Computing Machinery, Inc, 2014年11月24日, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Recently, visual simulation of fluids has become an important element in many applications, such as movies and computer games. These fluid animations are usually created by physically-based fluid simulation. However, the simulation often requires very expensive computational cost for creating realistic fluid animations. Therefore, when the user tries to create various fluid animations, he or she must execute fluid simulation repeatedly, which requires a prohibitive computational time. To address this problem, this paper proposes a method for deforming velocity fields of fluids while preserving the divergence-free condition. In this paper, we focus on grid-based 2D fluid simulations. Our system allows the user to interactively create various fluid animations from a single set of velocity fields generated by the fluid simulation. In a preprocess, our method converts the input velocity fields into scalar fields representing the stream functions. At run-time, the user deforms the grid representing the scalar stream functions and the deformed velocity fields are then obtained by applying a curl operator to the deformed scalar stream functions. The velocity fields obtained by this process naturally perseveres the divergence-free condition. For the deformation of the grid, we use a method based on Moving Least Squares. The usefulness of our method is demonstrated by several examples. - An Optimization Approach for Designing Fluid Flow Fields
Syuhei Sato, Yoshinori Dobashi, Kei Iwasaki, Hiroyuki Ochiai, Tsuyoshi Yamamoto, Tomoyuki Nishita
Computer Graphics International 2014 short paper, 2014年06月, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Poisson-Based Continuous Surface Generation for Goal-Based Caustics
Yonghao Yue, Kei Iwasaki, Bing-Yu Chen, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
ACM TRANSACTIONS ON GRAPHICS, 33, 3, 31:1-31:7, ASSOC COMPUTING MACHINERY, 2014年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, We present a technique for computing the shape of a transparent object that can generate user-defined caustic patterns. The surface of the object generated using our method is smooth. Thanks to this property, the resulting caustic pattern is smooth, natural, and highly detailed compared to the results obtained using previous methods. Our method consists of two processes. First, we use a differential geometry approach to compute a smooth mapping between the distributions of the incident light and the light reaching the screen. Second, we utilize this mapping to compute the surface of the object. We solve Poisson's equation to compute both the mapping and the surface of the object. - Generating various flow fields using principal component analysis
Syuhei Sato, Yoshinori Dobashi, Kei Iwasaki, Hiroyuki Ochiai, Tsuyoshi Yamamoto, Tomoyuki Nishita
ACM SIGGRAPH 2014 Posters, SIGGRAPH 2014, 9:1, Association for Computing Machinery, 2014年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - A simplified plane-parallel scattering model for rendering densely distributed objects such as foliage
Mikio Shinya, Yoshinori Dobashi, Kei Iwasaki, Michio Shiraishi, Tomoyuki Nishita
Journal of Information Processing, 21, 2, 349, 357, 2013年04月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Fast computation of multiple reflections and scattering among complex objects is very important in photorealistic rendering. This paper applies the plane-parallel scattering theory to the rendering of densely distributed objects such as trees. We propose a simplified plane-parallel scattering model that has very simple analytic solutions, allowing efficient evaluation of multiple scattering. A geometric compensation method is also introduced to cope with the infinite plane condition, required by the plane-parallel model. The scattering model was successfully applied to tree rendering. Comparison with a Monte Carlo method was made and reasonable agreement was confirmed. A rendering system based on the model was implemented and multiple inter-reflections were effectively obtained. The view-independent feature of the model allows fast display of scenes. The pre-computation is also modest, permitting interactive control of lighting conditions. © 2013 Information Processing Society of Japan. - Real-time virtual fitting system by using morphing with skeletal tracking
Wataru Naya, Kazuya Fukumoto, Tsuyoshi Yamamoto, Yoshinori Dobashi
Proceedings of the International Display Workshops, 2, 1134, 1135, International Display Workshops, 2013年
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, We propose a real-time animation technique for virtual fitting applications. Our method uses key flames finding from a database which uses skeletal data as a search key, and then create in-between images by using morphing processing. - A Simplified Plane-parallel Scattering Model for Rendering Densely Distributed Objects such as Foliage
Shinya Mikio, Dobashi Yoshinori, Iwasaki Kei, Shiraishi Michio, Nishita Tomoyuki
Information and Media Technologies, 8, 2, 380, 388, Information and Media Technologies Editorial Board, 2013年
英語, Fast computation of multiple reflections and scattering among complex objects is very important in photorealistic rendering. This paper applies the plane-parallel scattering theory to the rendering of densely distributed objects such as trees. We propose a simplified plane-parallel scattering model that has very simple analytic solutions, allowing efficient evaluation of multiple scattering. A geometric compensation method is also introduced to cope with the infinite plane condition, required by the plane-parallel model. The scattering model was successfully applied to tree rendering. Comparison with a Monte Carlo method was made and reasonable agreement was confirmed. A rendering system based on the model was implemented and multiple inter-reflections were effectively obtained. The view-independent feature of the model allows fast display of scenes. The pre-computation is also modest, permitting interactive control of lighting conditions. - Generating flow fields variations by modulating amplitude and resizing simulation space
Syuhei Sato, Yoshinori Dobashi, Kei Iwasaki, Hiroyuki Ochiai, Tsuyoshi Yamamoto
SIGGRAPH Asia 2013 Technical Briefs, SA 2013, 13:1-13:4, ACM, 2013年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, The visual simulation of fluids has become an important element in many applications, such as movies and computer games. In these applications, large-scale fluid scenes, such as fire in a village, are often simulated by repeatedly rendering multiple small-scale fluid flows. In these cases, animators are requested to generate many variations of a small-scale fluid flow. This paper presents a method to help animators meet such requirements. Our method enables the user to generate flow field variations from a single simulated dataset obtained by fluid simulation. The variations are generated in both the frequency and spatial domains. Fluid velocity fields are represented using Laplacian eigenfunctions which ensure that the flow field is always incompressible. In generating the variations in the frequency domain, we modulate the coefficients (amplitudes) of the basis functions. To generate variations in the spatial domain, our system expands or contracts the simulation space, then the flow is calculated by solving a minimization problem subject to the resized velocity field. Using our method, the user can easily create various animations from a single dataset calculated by fluid simulation. 2013 Copyright held by the Owner/Author. - Real-time image-based animation using morphing with skeletal tracking
Wataru Naya, Kazuya Fukumoto, Tsuyoshi Yamamoto, Yoshinori Dobashi
SUI 2013 - Proceedings of the ACM Symposium on Spatial User Interaction, 93, ACM, 2013年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, We propose a real-time image-based animation technique for virtual fitting applications. Our method uses key image finding from a database which uses skeletal data as a search key, and then create in-between images by using image morphing. Comparing to conventional method using 3DCG rendering, our method achieves higher frame rate and realistic textile representation. Unlike [1], data size and search time are reduced with database optimization. Copyright © ACM 2013. - Replica exchange light transport on relaxed distributions
Hisanari Otsu, Yonghao Yue, Qiming Hou, Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
ACM SIGGRAPH 2013 Posters, SIGGRAPH 2013, 106, ACM, 2013年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Developing a robust method for computing global illumination is a challenging problem. A Markov chain Monte Carlo (MCMC) method, like [Jakob and Marschner 2012], samples the light path space with a probability proportional to the per-path contribution, by successively mutating path samples (e.g., perturbing a reflection direction). In practice, a path sample could get stuck in a high energy peak for multiple mutations, resulting in a bright spot artifact. To resolve this problem, we present a new unbiased rendering framework based on a replica exchange technique [Kitaoka et al. 2009], a variant of MCMC technique. A replica exchange technique incorporates a set of different distributions. We propose to introduce a set of relaxed distributions, which are beneficial for reducing the chance of getting stuck. - Visual simulation of glazed frost.
Tomokazu Ishikawa, Yoshinori Dobashi, Yonghao Yue, Masanori Kakimoto, Taichi Watanabe, Kunio Kondo, Kei Iwasaki, Tomoyuki Nishita
Special Interest Group on Computer Graphics and Interactive Techniques Conference, SIGGRAPH '13, Anaheim, CA, USA, July 21-25, 2013, Poster Proceedings, 14, 14, ACM, 2013年, ［査読有り］
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Efficient Divide-And-Conquer Ray Tracing using Ray Sampling.
Kosuke Nabata, Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
High-Performance Graphics 2013, Anaheim, California, USA, July 19-21, 2013. Proceedings, 129, 136, ACM, 2013年, ［査読有り］ - Interactive Bi-scale Editing of Highly Glossy Materials
Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
ACM TRANSACTIONS ON GRAPHICS, 31, 6, Article 144, ASSOC COMPUTING MACHINERY, 2012年11月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, We present a new technique for bi-scale material editing using Spherical Gaussians (SGs). To represent large-scale appearances, an effective BRDF that is the average reflectance of small-scale details is used. The effective BRDF is calculated from the integral of the product of the Bidirectional Visible Normal Distribution (BVNDF) and BRDFs of small-scale geometry. Our method represents the BVNDF with a sum of SGs, which can be calculated on-the-fly, enabling interactive editing of small-scale geometry. By representing small-scale BRDFs with a sum of SGs, effective BRDFs can be calculated analytically by convolving the SGs for BVNDF and BRDF. We propose a new SG representation based on convolution of two SGs, which allows real-time rendering of effective BRDFs under all-frequency environment lighting and real-time editing of small-scale BRDFs. In contrast to the previous method, our method does not require extensive precomputation time and large volume of precomputed data per single BRDF, which makes it possible to implement our method on a GPU, resulting in real-time rendering. - An Inverse Problem Approach for Automatically Adjusting the Parameters for Rendering Clouds Using Photographs
Yoshinori Dobashi, Wataru Iwasaki, Ayumi Ono, Tsuyoshi Yamamoto, Yonghao Yue, Tomoyuki Nishita
ACM TRANSACTIONS ON GRAPHICS, 31, 6, Article 145, ASSOC COMPUTING MACHINERY, 2012年11月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Clouds play an important role in creating realistic images of outdoor scenes. Many methods have therefore been proposed for displaying realistic clouds. However, the realism of the resulting images depends on many parameters used to render them and it is often difficult to adjust those parameters manually. This paper proposes a method for addressing this problem by solving an inverse rendering problem: given a non-uniform synthetic cloud density distribution, the parameters for rendering the synthetic clouds are estimated using photographs of real clouds. The objective function is defined as the difference between the color histograms of the photograph and the synthetic image. Our method searches for the optimal parameters using genetic algorithms. During the search process, we take into account the multiple scattering of light inside the clouds. The search process is accelerated by precomputing a set of intermediate images. After ten to twenty minutes of precomputation, our method estimates the optimal parameters within a minute. - An Inverse Problem Approach for Automatically Adjusting the Parameters for Rendering Clouds Using Photographs
Yoshinori Dobashi, Wataru Iwasaki, Ayumi Ono, Tsuyoshi Yamamoto, Yonghao Yue, Tomoyuki Nishita
ACM TRANSACTIONS ON GRAPHICS, 31, 6, 145, ASSOC COMPUTING MACHINERY, 2012年11月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Clouds play an important role in creating realistic images of outdoor scenes. Many methods have therefore been proposed for displaying realistic clouds. However, the realism of the resulting images depends on many parameters used to render them and it is often difficult to adjust those parameters manually. This paper proposes a method for addressing this problem by solving an inverse rendering problem: given a non-uniform synthetic cloud density distribution, the parameters for rendering the synthetic clouds are estimated using photographs of real clouds. The objective function is defined as the difference between the color histograms of the photograph and the synthetic image. Our method searches for the optimal parameters using genetic algorithms. During the search process, we take into account the multiple scattering of light inside the clouds. The search process is accelerated by precomputing a set of intermediate images. After ten to twenty minutes of precomputation, our method estimates the optimal parameters within a minute. - Interactive bi-scale editing of highly glossy materials
Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
ACM Transactions on Graphics, 31, 6, 144, 2012年11月, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, We present a new technique for bi-scale material editing using Spherical Gaussians (SGs). To represent large-scale appearances, an effective BRDF that is the average reflectance of small-scale details is used. The effective BRDF is calculated from the integral of the product of the Bidirectional Visible Normal Distribution (BVNDF) and BRDFs of small-scale geometry. Our method represents the BVNDF with a sum of SGs, which can be calculated on-the-fly, enabling interactive editing of small-scale geometry. By representing small-scale BRDFs with a sum of SGs, effective BRDFs can be calculated analytically by convolving the SGs for BVNDF and BRDF. We propose a new SG representation based on convolution of two SGs, which allows real-time rendering of effective BRDFs under all-frequency environment lighting and real-time editing of small-scale BRDFs. In contrast to the previous method, our method does not require extensive precomputation time and large volume of precomputed data per single BRDF, which makes it possible to implement our method on a GPU, resulting in real-time rendering. © 2012 ACM. - 球近似と符号付き球面距離関数による動的シーンのリアルタイムレンダリング
古家 亙, 岩崎 慶, 土橋 宜典, 西田友是
情報処理学会論文誌, 53, 7, 1905, 1914, 一般社団法人情報処理学会, 2012年07月15日
日本語, 本研究では,環境照明下における動的なシーンをリアルタイムにレンダリングする手法を提案する.環境照明下の物体表面の輝度を計算するためには,環境照明,物体表面上の計算点における可視関数,およびBRDFの積を積分計算する必要がある.本研究では,環境照明およびBRDFを球面ガウス関数で表現し,可視関数を符号付き球面距離関数(Spherical Signed Distance Function: SSDF)で表現する.これにより,高速な輝度計算が可能となるが,SSDFの計算は計算コストが高いため,従来手法では前計算時に処理しており動的なシーンへの適用ができなかった.本研究では,物体を球の集合で近似することにより,高速にSSDFを計算する手法を提案する.これにより,視点,照明,BRDFおよび物体の移動や回転,変形を含む動的なシーンをリアルタイムにレンダリングすることができる. - Pixel Art with Refracted Light by Rearrangeable Sticks
Yonghao Yue, Kei Iwasaki, Bing-Yu Chen, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 31, 2, 575, 582, WILEY-BLACKWELL, 2012年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Pixel art is a kind of digital art that through per-pixel manipulation enables production of a diverse array of artistic images. In this paper, we present a new way for people to experience and express pixel art. Our digital art consists of a set of sticks made of acrylate resin, each of which refracts light from a parallel light source, in certain directions. Artistic users are able to easily rearrange these sticks and view their digital art through the refracted light projection on any planar surface. As we demonstrate in this paper, a user can generate various artistic images using only a single set of sticks. We additionally envision that our pixel art with rearrangeable sticks would have great entertainment appeal, e. g., as an art puzzle. - Real-time Rendering of Dynamic Scenes under All-frequency Lighting using Integral Spherical Gaussian
Kei Iwasaki, Wataru Furuya, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 31, 2, 727, 734, WILEY-BLACKWELL, 2012年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, We propose an efficient rendering method for dynamic scenes under all-frequency environmental lighting. To render the surfaces of objects illuminated by distant environmental lighting, the triple product of the lighting, the visibility function and the BRDF is integrated at each shading point on the surfaces. Our method represents the environmental lighting and the BRDF with a linear combination of spherical Gaussians, replacing the integral of the triple product with the sum of the integrals of spherical Gaussians over the visible region of the hemisphere. We propose a new form of spherical Gaussian, the integral spherical Gaussian, that enables the fast and accurate integration of spherical Gaussians with various sharpness over the visible region on the hemisphere. The integral spherical Gaussian simplifies the integration to a sum of four pre-integrated values, which are easily evaluated on-the-fly. With a combination of a set of spheres to approximate object geometries and the integral spherical Gaussian, our method can render object surfaces very efficiently. Our GPU implementation demonstrates real-time rendering of dynamic scenes with dynamic viewpoints, lighting, and BRDFs. - Real-time Rendering of Dynamic Scenes under All-frequency Lighting using Integral Spherical Gaussian
Kei Iwasaki, Wataru Furuya, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 31, 2, 727, 734, WILEY-BLACKWELL, 2012年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, We propose an efficient rendering method for dynamic scenes under all-frequency environmental lighting. To render the surfaces of objects illuminated by distant environmental lighting, the triple product of the lighting, the visibility function and the BRDF is integrated at each shading point on the surfaces. Our method represents the environmental lighting and the BRDF with a linear combination of spherical Gaussians, replacing the integral of the triple product with the sum of the integrals of spherical Gaussians over the visible region of the hemisphere. We propose a new form of spherical Gaussian, the integral spherical Gaussian, that enables the fast and accurate integration of spherical Gaussians with various sharpness over the visible region on the hemisphere. The integral spherical Gaussian simplifies the integration to a sum of four pre-integrated values, which are easily evaluated on-the-fly. With a combination of a set of spheres to approximate object geometries and the integral spherical Gaussian, our method can render object surfaces very efficiently. Our GPU implementation demonstrates real-time rendering of dynamic scenes with dynamic viewpoints, lighting, and BRDFs. - Pixel Art with Refracted Light by Rearrangeable Sticks
Yonghao Yue, Kei Iwasaki, Bing-Yu Chen, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 31, 2, 575, 582, WILEY-BLACKWELL, 2012年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Pixel art is a kind of digital art that through per-pixel manipulation enables production of a diverse array of artistic images. In this paper, we present a new way for people to experience and express pixel art. Our digital art consists of a set of sticks made of acrylate resin, each of which refracts light from a parallel light source, in certain directions. Artistic users are able to easily rearrange these sticks and view their digital art through the refracted light projection on any planar surface. As we demonstrate in this paper, a user can generate various artistic images using only a single set of sticks. We additionally envision that our pixel art with rearrangeable sticks would have great entertainment appeal, e. g., as an art puzzle. - Radial Basis Functionを用いた雲のボリュームレンダリングの編集システム(コンピュータグラフィックス)
岩崎 航, 土橋 宜典, 山本 強
電子情報通信学会論文誌. D, 情報・システム, 95, 2, 297, 304, 一般社団法人電子情報通信学会, 2012年02月01日
日本語, コンピュータグラフィックスにおいて,雲は屋外シーンを構成する重要な要素の一つである.そのため,雲のレンダリングに関してこれまで多くの研究が行われてきた.しかし,雲のレンダリング結果は多くのパラメータに依存し,ユーザが所望する結果を直感的に生成することは容易ではない.そこで,本論文では,雲のボリュームレンダリングにおけるパラメータを直感的に指定することで,所望のレンダリング結果が容易に得られるシステムを提案する.提案システムでは,ユーザは,レンダリングパラメータを直接指定するのではなく,より直感的な操作により間接的に指定する.提案システムを用いることで,ユーザは雲の輝度計算式に関する知識が無くとも,容易に所望のボリュームレンダリング結果を生成することが可能である. - Visual simulation of freezing ice with air bubbles
Takanori Nishino, Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
SIGGRAPH Asia 2012 Technical Briefs, SA 2012, 2012年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Ice often contains small air bubbles that are dissolved air exhausted from water-ice interface. Depicting these air bubbles with various sizes enhances the realism of ice. This paper proposes a fast simulation method of freezing ice taking into account air bubbles. Our method introduces a physically-based calculation method of the sizes of air bubbles based on the freezing velocity and pressure. In contrast to the previous method, our method can represent numerous small bubbles that cannot be represented by using the resolutions of simulation grids. The computations of heat transfer, tracking of water-ice interface, and generation of bubbles are accelerated by implementing our method using CUDA. Our method achieves the freezing simulation and bubble generation at interactive frame-rates. © 2012 ACM. - A data-driven approach for synthesizing high-resolution animation of fire
Syuhei Sato, Takuya Morita, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto
Proceedings - Digital Production Symposium 2012, DigiPro 2012, 37, 42, 2012年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, We propose a simple and efficient data-driven method for synthesizing high-resolution 3D animations of fire from low-resolution fluid simulations. Our method is based on grid-based fluid simulation. The key concept behind our method is to use a precomputed database of high-resolution velocity fields in order to produce small-scale details that are lost in low-resolution velocity fields. The database is constructed by 2D fluid simulation and no highresolution 3D fluid simulations need to be executed. At run-time, a low-resolution 3D fluid simulation is executed and the velocity field calculated at each time step is approximated by a linear combination of the precomputed velocity fields. This approximation process produces realistic small-scale detail. Using our method, users can efficiently design animations of fire with low-resolution simulation and our method converts them into high-resolution animations. We examine the ability of our method by applying it to simulations of fire under various situations including moving obstacles. Copyright © 2012 by the Association for Computing Machinery, Inc. - Visual Simulation of Magnetic Fluid Using a Procedural Approach for Spikes Shape.
Tomokazu Ishikawa, Yonghao Yue, Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
Computer Vision, Imaging and Computer Graphics. Theory and Application - 7th International Joint Conference, VISIGRAPP 2012, Rome, Italy, February 24-26, 2012, Revised Selected Papers, 112, 126, Springer, 2012年, ［査読有り］
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Feature-based interpolation for the interactive editing of shading effects
Mumehiro Tada, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto
Proceedings - VRCAI 2012: 11th ACM SIGGRAPH International Conference on Virtual-Reality Continuum and Its Applications in Industry, 47, 50, ACM, 2012年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, In computer graphics, shading techniques play an important role when displaying realistic virtual objects. Although physically-based techniques can generate realistic results, it is often difficult to produce desired shading effects. Therefore, artists usually creates desired shading effects by manually placing many virtual light sources. However, this is not an easy task since it is difficult to predict the shading effects obtained by those virtual light sources. We propose an intuitive system that allows a user to produce the desired shading effects. In our system, the user can directly specify the desired intensities at arbitrary positions on the surfaces of objects. The desired shading effects are realized by our feature-based interpolation of the specified intensities. © 2012 ACM. - Rendering animated hair under dynamic environmental lighting
Xiaoxiong Xing, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto, Yosuke Katsura, Ken Anjyo
SIGGRAPH Asia 2012 Posters, SA 2012, 43, 46, ACM, 2012年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, We present a fast algorithm for the interactive rendering of animated hair under a dynamic lighting environment. Previous methods use spherical radial basis functions (SRBF) for efficient evaluation of the rendering equation for hair [Ren et al. 2010]. However, this method is not suitable for dynamic lighting environments, since it requires a high computational cost to approximate environmental light using SRBFs. We address this problem by using spherical harmonics (SH) to approximate both the transmittance and the environmental light. Since SH functions are orthogonal, the environmental light is efficiently converted into an SH representation. However, to obtain an SH representation of the transmittance for animated hair, we need to compute the transmittance for all directions at each vertex at each frame, which is very time-consuming. Our method reduces the computational cost by using a voxel-based approach to compute the transmittances. Copyright is held by the author / owner(s). - Rendering animated hair under dynamic environmental lighting
Xiaoxiong Xing, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto, Yosuke Katsura, Ken Anjyo
SIGGRAPH Asia 2012 Posters, SA 2012, 40, ACM, 2012年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, We present a fast algorithm for the interactive rendering of animated hair under a dynamic lighting environment. Previous methods use spherical radial basis functions (SRBF) for efficient evaluation of the rendering equation for hair [Ren et al. 2010]. However, this method is not suitable for dynamic lighting environments, since it requires a high computational cost to approximate environmental light using SRBFs. We address this problem by using spherical harmonics (SH) to approximate both the transmittance and the environmental light. Since SH functions are orthogonal, the environmental light is efficiently converted into an SH representation. However, to obtain an SH representation of the transmittance for animated hair, we need to compute the transmittance for all directions at each vertex at each frame, which is very time-consuming. Our method reduces the computational cost by using a voxel-based approach to compute the transmittances. Copyright is held by the author / owner(s). - Keyframe control of cumulus cloud simulation
Katsutoshi Kusumoto, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto
SIGGRAPH Asia 2012 Posters, SA 2012, 4, ACM, 2012年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Clouds play an important role when creating realistic images of out-door scenes. One of the most effective approaches for synthesizing realistic clouds is to simulate the cloud formation processes based on fluid dynamics. However, the resulting shapes of clouds de- pend on many simulation parameters. Therefore, it is difficult to adjust those parameters so that the clouds form the desired shapes. This paper presents a new method for controlling the simulation of cloud formation. Although there are various types of clouds, we fo-cus here on cumulus clouds. By using our method, cumulus clouds that change into specified shapes can be animated without repeating simulations using various parameter-values determined by trial and error. Copyright is held by the author / owner(s). - Visual Simulation of Magnetic Fluids.
Tomokazu Ishikawa, Yonghao Yue, Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
GRAPP & IVAPP 2012: Proceedings of the International Conference on Computer Graphics Theory and Applications and International Conference on Information Visualization Theory and Applications, Rome, Italy, 24-26 February, 2012, 319, 327, SciTePress, 2012年, ［査読有り］
研究論文（国際会議プロシーディングス） - 最適な初期強度分布の推定および予測制御による爆発シミュレーションの制御
佐藤 周平, 土橋 宜典, 山本 強, 安生 健一
The Journal of The Institute of Image Information and Television Engineers, 65, 10, 1446, 1451, The Institute of Image Information and Television Engineers, 2011年10月
日本語, 研究論文（学術雑誌）, Recently, many methods for simulating natural phenomena on the basis of fluid simulation have been proposed. A method for simulating explosions was also proposed, but the shapes of the simulated explosions depend on many simulation parameters. Therefore, creating the desired shape for an explosion as specified by the user is difficult. In this paper, we propose a method for controlling explosion simulations in order to form the desired shapes. Our method optimizes the initial intensity distribution of an explosion and controls the simulation to minimize the difference between the target sha... - Toward Optimal Space Partitioning for Unbiased, Adaptive Free Path Sampling of Inhomogeneous Participating Media
Yonghao Yue, Kei Iwasaki, Bing-Yu Chen, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 30, 7, 1911, 1919, WILEY-BLACKWELL, 2011年09月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Photo-realistic rendering of inhomogeneous participating media with light scattering in consideration is important in computer graphics, and is typically computed using Monte Carlo based methods. The key technique in such methods is the free path sampling, which is used for determining the distance (free path) between successive scattering events. Recently, it has been shown that efficient and unbiased free path sampling methods can be constructed based on Woodcock tracking. The key concept for improving the efficiency is to utilize space partitioning (e.g., kd-tree or uniform grid), and a better space partitioning scheme is important for better sampling efficiency. Thus, an estimation framework for investigating the gain in sampling efficiency is important for determining how to partition the space. However, currently, there is no estimation framework that works in 3D space. In this paper, we propose a new estimation framework to overcome this problem. Using our framework, we can analytically estimate the sampling efficiency for any typical partitioned space. Conversely, we can also use this estimation framework for determining the optimal space partitioning. As an application, we show that new space partitioning schemes can be constructed using our estimation framework. Moreover, we show that the differences in the performances using different schemes can be predicted fairly well using our estimation framework. - Toward Optimal Space Partitioning for Unbiased, Adaptive Free Path Sampling of Inhomogeneous Participating Media
Yonghao Yue, Kei Iwasaki, Bing-Yu Chen, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 30, 7, 1911, 1919, WILEY-BLACKWELL, 2011年09月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Photo-realistic rendering of inhomogeneous participating media with light scattering in consideration is important in computer graphics, and is typically computed using Monte Carlo based methods. The key technique in such methods is the free path sampling, which is used for determining the distance (free path) between successive scattering events. Recently, it has been shown that efficient and unbiased free path sampling methods can be constructed based on Woodcock tracking. The key concept for improving the efficiency is to utilize space partitioning (e.g., kd-tree or uniform grid), and a better space partitioning scheme is important for better sampling efficiency. Thus, an estimation framework for investigating the gain in sampling efficiency is important for determining how to partition the space. However, currently, there is no estimation framework that works in 3D space. In this paper, we propose a new estimation framework to overcome this problem. Using our framework, we can analytically estimate the sampling efficiency for any typical partitioned space. Conversely, we can also use this estimation framework for determining the optimal space partitioning. As an application, we show that new space partitioning schemes can be constructed using our estimation framework. Moreover, we show that the differences in the performances using different schemes can be predicted fairly well using our estimation framework. - Curvature-Dependent Reflectance Function for Interactive Rendering of Subsurface Scattering
森島 繁生
The International Journal of Virtual Reality, 10, 1, 41, 47, 2011年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Spherical Harmonic Exponentiationを用いた動的な雲の高速レンダリング(コンピュータグラフィックス(CG)基礎)
江口 千央, 土橋 宜典, 山本 強, 岩崎 慶
電子情報通信学会論文誌. A, 基礎・境界, 94, 1, 30, 36, 一般社団法人電子情報通信学会, 2011年01月01日
日本語, 本論文では,動的な雲を効率的にレンダリングする手法を提案する.屋外景観のアニメーション映像を作成する場合,時々刻々と変化する雲の映像を作成する必要がある.このとき,リアルな映像作成のためには,雲の三次元密度分布を考慮した表示が求められる.しかし,動的な雲に対して毎フレーム輝度計算を行って画像生成を行うことは計算コストが高い点が問題となる.そこで,本研究では,この問題を解決するため,前もって有限時間の長さの動的な雲のデータベースを用意しておく手法を提案する.このデータベースを利用して,太陽位置や視点位置にかかわらず,任意の長さの動的な雲の映像を高速に生成する.動的な雲のボリュームデータは,Video Textureと呼ばれる動的なテクスチャを合成する手法を利用して生成する.また,Spherical Harmonic Exponentiationを応用することで高速レンダリングを実現する.提案法により,太陽直接光及び天空光に照射された動的な雲の効率的な表示が可能である. - Visual Simulation of Solar Photosphere Based on Magnetohydrodynamics and Quantum Theory
Tomokazu Ishikawa, Yonghao Yue, Tomoyuki Nishita, Yoshinori Dobashi
Journal of the Institute of Image Electronics Engineers of Japan, 40, 1, 141, 150, 2011年
英語, 研究論文（学術雑誌）, We propose an efficient method based on physical laws to model phenomena near the surface of the sun, which is known as the solar photosphere. In the field of astronomy, some physical models have been developed to simulate the sun's turbulence. Most of the previous models are difficult to be applied in the making of CG images since they require a considerable amount of time even when using a supercomputer. The subject of our research is the visual simulation of the phenomena observed above the photosphere, namely solar prominences, because these are characteristic phenomena of the sun that can greatly influence the visual impact in movies and games. The sun is mainly composed of ionized plasma, and its behavior can be treated as a fluid. However, unlike gas, the plasma fluid is influenced by the magnetic field. Thus, magnetic field calculations are needed to calculate the plasma behavior. We use the magnetohydrodynamics (MHD) equations to simulate the behavior of plasma. We propose a new method which can simulate a prominence in a practical computation time. The computation cost is reduced by simplifying the phenomena inside the sun: we only consider the phenomena after the solar prominence erupts because the phenomena before the eruption dose not manifest itself in a visual way. To render the simulation results, we emulate an observation method that extracts the specific spectrum emission from the solar plasma. © 2011, The Institute of Image Electronics Engineers of Japan. All rights reserved. - A system for editing sky images using an image database
Ayumi Ono, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto
SIGGRAPH Asia 2011 Sketches, SA'11, 2011年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Synthetic images of outdoor scenes generated by computer graphics usually contain the sky as background. The appearance of the sky plays an important role in enhancing the reality of scenes. In this paper, we propose an intuitive and interactive system for synthesizing sky images that can reflect the user's intention. Our system consists of two steps. The first step is a sky generation step. The luminance distribution and colors of the sky are generated using our intuitive user interface. The second step is a cloud composition step. We have prepared a database of photographs of real clouds. Our system searches the database for cloud photographs that are suitable for the synthesized sky. The user selects the clouds in the search results and they are composited into the sky image. By using our system, the user can easily generate desired sky images. - Efficient calculation method of spherical signed distance function for real-time rendering of dynamic scenes
Wataru Furuya, Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
SIGGRAPH Asia 2011 Sketches, SA'11, 2011年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Real-time rendering of dynamic scenes illuminated by complex, all-frequency lighting with highly glossy BRDFs remains a challenging problem. Although several methods have been proposed to render dynamic scenes, these methods can not handle deformable objects [Zhou et al. 2005], all-frequency lighting [Ren et al. 2006
Nowrouzezahrai et al. 2009], or highly glossy BRDFs [Annen et al. 2008]. - Modeling of aurora borealis using the observed data.
Tomokazu Ishikawa, Yonghao Yue, Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
Spring Conference on Computer Graphics, SCCG '11, Vininé, Slovakia, April 28-30, 2011, 13, 16, ACM, 2011年, ［査読有り］
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Real-Time and Interactive Rendering for Translucent Materials Such as Human Skin
Hiroyuki Kubo, Yoshinori Dobashi, Shigeo Morishima
HUMAN INTERFACE AND THE MANAGEMENT OF INFORMATION: INTERACTING WITH INFORMATION, PT 2, 6772, 388, 395, SPRINGER-VERLAG BERLIN, 2011年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, To synthesize a realistic human animation using computer graphics, it is necessary to simulate subsurface scattering inside a human skin. We have developed a curvature-dependent reflectance functions (CDRF) which mimics the presence of a subsurface scattering effect. In this approach, we provide only a single parameter that represents the intensity of incident light scattering in a translucent material. We implemented our algorithm as a hardware-accelerated real-time renderer with a HLSL pixel shader. This approach is easily implementable on the GPU and does not require any complicated pre-processing and multi-pass rendering as is often the case in this area of research. - Controlling simulated explosions by optimization and prediction
Syuhei Sato, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto, Ken Anjyo
Proceedings - 12th International Conference on Computer-Aided Design and Computer Graphics, CAD/Graphics 2011, 296, 301, IEEE, 2011年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, This paper presents a method for controlling simulated explosions by prediction and optimization. Many methods have been proposed for simulating realistic explosion based on numerical fluid analysis. These methods are widely used in applications such as movies and computer games. In these applications, there is often a requirement for the explosion to conform to a specified final shape. The goal of our research is to meet this requirement by controlling the simulation so that the explosion evolves into a target shape specified by the user. The key ideas of our method are optimization of the initial velocities at the explosion source and predictive control of the simulation. Our method optimizes the initial velocities during the preprocessing step. Next, during the simulation, it predicts the future shape from the history of the explosion shape and controls the simulation to minimize the difference between the target shape and the predicted shape. © 2011 IEEE. - Unbiased, Adaptive Stochastic Sampling for Rendering Inhomogeneous Participating Media
Yonghao Yue, Kei Iwasaki, Bing-Yu Chen, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
ACM TRANSACTIONS ON GRAPHICS, 29, 6, Article 177, ASSOC COMPUTING MACHINERY, 2010年12月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Realistic rendering of participating media is one of the major subjects in computer graphics. Monte Carlo techniques are widely used for realistic rendering because they provide unbiased solutions, which converge to exact solutions. Methods based on Monte Carlo techniques generate a number of light paths, each of which consists of a set of randomly selected scattering events. Finding a new scattering event requires free path sampling to determine the distance from the previous scattering event, and is usually a time-consuming process for inhomogeneous participating media. To address this problem, we propose an adaptive and unbiased sampling technique using kd-tree based space partitioning. A key contribution of our method is an automatic scheme that partitions the spatial domain into sub-spaces (partitions) based on a cost model that evaluates the expected sampling cost. The magnitude of performance gain obtained by our method becomes larger for more inhomogeneous media, and rises to two orders compared to traditional free path sampling techniques. - Unbiased, Adaptive Stochastic Sampling for Rendering Inhomogeneous Participating Media
Yonghao Yue, Kei Iwasaki, Bing-Yu Chen, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
ACM TRANSACTIONS ON GRAPHICS, 29, 6, 177, ASSOC COMPUTING MACHINERY, 2010年12月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Realistic rendering of participating media is one of the major subjects in computer graphics. Monte Carlo techniques are widely used for realistic rendering because they provide unbiased solutions, which converge to exact solutions. Methods based on Monte Carlo techniques generate a number of light paths, each of which consists of a set of randomly selected scattering events. Finding a new scattering event requires free path sampling to determine the distance from the previous scattering event, and is usually a time-consuming process for inhomogeneous participating media. To address this problem, we propose an adaptive and unbiased sampling technique using kd-tree based space partitioning. A key contribution of our method is an automatic scheme that partitions the spatial domain into sub-spaces (partitions) based on a cost model that evaluates the expected sampling cost. The magnitude of performance gain obtained by our method becomes larger for more inhomogeneous media, and rises to two orders compared to traditional free path sampling techniques. - 曲率に依存する反射関数を用いた半透明物体の高速レンダリング(コンピュータグラフィックス(CG)基礎,<小特集>ディジタルエンターテイメントにおける数理・技術とコンテンツ論文)
久保 尋之, 土橋 宜典, 森島 繁生
電子情報通信学会論文誌. A, 基礎・境界, 93, 11, 708, 717, 一般社団法人電子情報通信学会, 2010年11月01日
日本語, CGを用いて人間の肌や大理石に代表される半透明物体を表現するために,物体内部で生じる表面下散乱現象を考慮することは有効な手段といえる.しかし表面下散乱の物理的に正確なモデル化には,大域照明モデルを導入せざるを得ず,実時間でのレンダリングにはほど遠いのが現状である.表面下散乱による影響は,物体表面の起伏の激しい点において特に顕著であると考えられる.そこで本研究では物体表面の起伏の強さを表す指標として,曲率を導入する.曲率は物体表面上で局所的に決定されるパラメータであるため,局所照明モデルが適用可能であり,高速なレンダリングが実現される.まず与えられた物体と同じ物質パラメータを有する半径γの球について,単一の白色な平行光源下で球表面の放射輝度分布を推定する.半径rの球面の曲率は1/rで表されるため,様々な半径の球面に対する放射輝度分布を調査することにより,曲率κ,光源と法線とのなす角θ_iに対する反射関数g_r(θ_i,κ)をルックアップテーブル(LUT)として取得する.レンダリング時にはあらかじめ曲率が計算されたポリゴンモデルに対し,LUTをテクスチャとして参照することで,リアルタイムに表面下散乱の影響を考慮したレンダリングが可能となる. - Visual simulation of mixed-motion avalanches with interactions between snow layers
Yusuke Tsuda, Yonghao Yue, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
VISUAL COMPUTER, 26, 6-8, 883, 891, SPRINGER, 2010年06月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, In the field of computer graphics, simulation of fluids, including avalanches, is an important research topic. In this paper, we propose a method to simulate a kind of avalanche, mixed-motion avalanche, which is usually large and travels down the slope fast, often resulting in impressive visual effects. The mixed-motion avalanche consists of snow smokes and liquefied snow which form an upper suspension layer and a lower dense-flow layer, respectively. The mixed-motion avalanche travels down the surface of the snow-covered mountain, which is called accumulated snow layer. We simulate a mixed-motion avalanche taking into account these three snow layers. We simulate the suspension layer using a grid-based approach, the dense-flow and accumulated snow layer using a particle-based approach. An important contribution of our method is an interaction model between these snow layers that enables us to obtain the characteristic motions of avalanches, such as the generation of the snow smoke from the head of the avalanche. - An interactive rendering system using hierarchical data structure for earth-scale clouds
Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto, Tomoyuki Nishita
SCIENCE CHINA-INFORMATION SCIENCES, 53, 5, 920, 931, SCIENCE PRESS, 2010年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, This paper presents an interactive system for realistic visualization of earth-scale clouds. Realistic images can be generated at interactive frame rates while the viewpoint and the sunlight directions can be changed interactively. The realistic display of earth-scale clouds requires us to render large volume data representing the density distribution of the clouds. However, this is generally time-consuming and it is difficult to achieve the interactive performance, especially when the sunlight direction can be changed. To address this, our system precomputes the integrated intensities and opacities of clouds for various viewing and sunlight directions. This idea is combined with a novel hierarchical data structure for further acceleration. The photorealism of the final image is improved by taking into account the atmospheric effects and shadows of clouds on the earth. We demonstrate the usefulness of our system by an application to a space flight simulation. - Modeling of Clouds from a Single Photograph
Yoshinori Dobashi, Yusuke Shinzo, Tsuyoshi Yamamoto
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 29, 7, 2083, 2090, WILEY-BLACKWELL, 2010年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, In this paper, we propose a simple method for modeling clouds from a single photograph. Our method can synthesize three types of clouds: cirrus, altocumulus, and cumulus. We use three different representations for each type of cloud: two-dimensional texture for cirrus, implicit functions (metaballs) for altocumulus, and volume data for cumulus. Our method initially computes the intensity and the opacity of clouds for each pixel from an input photograph, stored as a cloud image. For cirrus, the cloud image is the output two-dimensional texture. For each of the other two types of cloud, three-dimensional density distributions are generated by referring to the cloud image. Since the method is very simple, the computational cost is low. Our method can generate, within several seconds, realistic clouds that are similar to those in the photograph. - A simplified plane-parallel scattering model and its application to hair rendering
Mikio Shinya, Mishio Shiraishi, Yoshinori Dobashi, Kei Iwasaki, Tomoyuki Nishita
Proceedings - Pacific Conference on Computer Graphics and Applications, 85, 92, 2010年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Fast computation of multiple light reflections and scattering among complex objects is very important in photorealistic rendering. This paper applies the plane-parallel scattering theory to the rendering of densely distributed objects such as hairs. We propose a simplified plane-parallel model that has very simple analytic solutions. This allows us to deal with multiple scattering phenomena in hair under ambient and area light illumination. The model was successfully applied to hair rendering, and experiments demonstrated the efficiency of the proposed method. © 2010 IEEE. - An interactive rendering system using hierarchical data structure for earth-scale clouds
Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto, Tomoyuki Nishita
Science in China, Series F: Information Sciences, 53, 5, 920, 931, 2010年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, This paper presents an interactive system for realistic visualization of earth-scale clouds. Realistic images can be generated at interactive frame rates while the viewpoint and the sunlight directions can be changed interactively. The realistic display of earth-scale clouds requires us to render large volume data representing the density distribution of the clouds. However, this is generally time-consuming and it is difficult to achieve the interactive performance, especially when the sunlight direction can be changed. To address this, our system precomputes the integrated intensities and opacities of clouds for various viewing and sunlight directions. This idea is combined with a novel hierarchical data structure for further acceleration. The photorealism of the final image is improved by taking into account the atmospheric effects and shadows of clouds on the earth. We demonstrate the usefulness of our system by an application to a space flight simulation. © 2010 Science China Press and Springer-Verlag Berlin Heidelberg. - Curvature-dependent reflectance function for rendering translucent materials
Hiroyuki Kubo, Yoshinori Dobashi, Shigeo Morishima
ACM SIGGRAPH 2010 Talks, SIGGRAPH '10, a46, ACM, 2010年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Simulating sub-surface scattering is one of the most effective ways for realistically synthesizing translucent materials such as marble, milk and human skin. In previous work, the method developed by Jensen et al. [2002] significantly improved the speed of the simulation. However, the process is still not fast enough to produce realtime rendering. Thus, we have developed a curvature-dependent reflectance function (CDRF) which mimics the presence of a subsurface scattering effect. - Interactive Lighting and Material Design System for Cyber Worlds
Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
2010 INTERNATIONAL CONFERENCE ON CYBERWORLDS (CW 2010), 331, 337, IEEE, 2010年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Interactive rendering under complex real world illumination is essential for many applications such as material design, lighting design, and virtual realities. For such applications, interactive manipulations of viewpoints, lighting, BRDFs, and positions of objects are beneficial to designers and users. This paper proposes a system that acquires complex, all-frequency lighting environments and renders dynamic scenes under captured illumination, for lighting and material design applications in cyber worlds. To capture real world lighting environments easily, our method uses a camera equipped with a cellular phone. To handle dynamic scenes of rigid objects and dynamic BRDFs, our method decomposes the visibility function at each vertex of each object into the occlusion due to the object itself and occlusions due to other objects, which are represented by a nonlinear piecewise constant approximation, called cuts. Our method proposes a compact cut representation and efficient algorithm for cut operations. By using our system, interactive manipulation of positions of objects and realtime rendering with dynamic viewpoints, lighting, and BRDFs can be achieved. - Fast Particle-based Visual Simulation of Ice Melting
K. Iwasaki, H. Uchida, Y. Dobashi, T. Nishita
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 29, 7, 2215, 2223, WILEY-BLACKWELL, 2010年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, The visual simulation of natural phenomena has been widely studied. Although several methods have been proposed to simulate melting, the flows of meltwater drops on the surfaces of objects are not taken into account. In this paper, we propose a particle-based method for the simulation of the melting and freezing of ice objects and the interactions between ice and fluids. To simulate the flow of meltwater on ice and the formation of water droplets, a simple interfacial tension is proposed, which can be easily incorporated into common particle-based simulation methods such as Smoothed Particle Hydrodynamics. The computations of heat transfer, the phase transition between ice and water, the interactions between ice and fluids, and the separation of ice due to melting are further accelerated by implementing our method using CUDA. We demonstrate our simulation and rendering method for depicting melting ice at interactive frame-rates. - 流体解析に基づくセル状の雲のシミュレーションのコントロール(コンピュータグラフィックス)
楠元 克敏, 土橋 宜典, 山本 強
電子情報通信学会論文誌. D, 情報・システム, 92, 12, 2270, 2277, 一般社団法人電子情報通信学会, 2009年12月01日
日本語, 三次元コンピュータグラフィックス(CG)の分野において,炎,煙,水などの流体現象のビジュアルシミュレーションは重要な研究テーマの一つである.また,従来の流体現象に関する研究を応用し,ユーザが所望する形状となるよう流体現象をコントロールする研究も興味深い研究テーマとして注目されている.本論文では,自然現象の中でも雲の表現に着目し,セル状に現れる雲のコントロール方法の提案を目的とする.セル状の雲をシミュレーションする際,その形状や大きさはシミュレーションに使用する様々なパラメータに依存してしまう.そのため,ユーザが意図した雲が生成されるようこれらのパラメータを手動で調節することは極めて難しい.そこで本研究では,ユーザが指定した分布の雲が自動生成されるよう流体シミュレーションをコントロールすることでこの問題点の改善を図る. - Controlling Explosion Simulation
Yoshinori Dobashi, Shuhei Sato, Tsuyoshi Yamamoto, Ken Anjyo
SIGGRAPH ASIA 2009 sketches, 2009年12月, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Interactive Rendering of Interior Scenes with Dynamic Environment Illumination
Yonghao Yue, Kei Iwasaki, Bing-Yu Chen, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 28, 7, 1935, 1944, WILEY-BLACKWELL, 2009年10月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, A rendering system for interior scenes is proposed in this paper The light reaches the interior scene, usually through small regions, such as windows or abat-jours, which we call portals. To provide a solution, suitable for rendering interior scenes with portals, we extend the traditional precomputed radiance transfer approaches. In our approach, a bounding sphere, which we call a shell, of the interior centered at each portal, is created and the light transferred from the shell towards the interior through the portal is precomputed. Each shell acts as an environment light source and its intensity distribution is determined by, rendering images of the scene, viewed from the center of the shell. By updating the intensity, distribution of the shell at each frame, we are able to handle dynamic objects outside the shells. The material of the portals can also be modified at run time (e.g. changing front transparent glass to frosted glass). Several applications are shown, including the illumination of a cathedral, lit by skylight at different times of a day, and a car, running in a town, at interactive frame rates, with a dynamic viewpoint. - 逆問題アプローチによるBRDFモデリング
岩崎 慶, 土橋 宜典, 西田友是
情報処理学会論文誌, 50, 8, 1917, 1925, 一般社団法人情報処理学会, 2009年08月15日
日本語, 本稿は逆問題アプローチに基づいたBRDFモデリング手法を提案する.提案法は,ユーザが指定した物体の外観に合うようなBRDFを計算する.BRDFを基底関数の線形和で表現することにより,物体表面の放射輝度は基底関数を用いて表現される.これにより,求めたいBRDFの計算は,ユーザが指定した輝度と基底関数で表現された放射輝度の差の二乗和を最小にする係数を求める問題に帰着される.BRDFが満たすべき特徴は線形制約条件として表現される.この最小化問題は,線形制約付き最小二乗法を用いることによりインタラクティブに解くことができる.提案法により,固定された複雑な照明下において直接BRDFをデザインすることができる.また,得られたBRDFを用いて動的な照明下で視点を移動させた結果をインタラクティブにレンダリングすることができる. - Rendering Translucent Materials with Plane-parallel Solution
Mikio Shinya, Michio Shiraishi, Yoshinori Dobashi, Kei Iwasaki, Tomoyuki Nishita
情報処理学会論文誌, 50, 6, 1668, 1678, 一般社団法人情報処理学会, 2009年06月15日
英語, Lighting simulation is very important in realistic image synthesis, and the simulation of subsurface scattering has recently attracted much attention. Although the dipole/multipole model has succeeded in creating realistic images, it is still difficult to deal with volumetric features in subsurface scattering, which is important when rendering optically thin objects. This paper proposes a novel rendering method that utilizes the plane-parallel solution and the ray-marching method. The ray-marching method has been used to calculate single scattering solutions, and the plane-parallel solution... - フィードバック制御による積乱雲のキーフレームコントロール
楠元 克敏, 土橋 宜典, 山本 強
映像情報メディア学会誌 : 映像情報メディア, 63, 3, 355, 360, 一般社団法人映像情報メディア学会, 2009年03月
日本語, 研究論文（学術雑誌）, Displaying clouds is one of the important factors in creating images of outdoor scenes by using computer graphics. Methods based on fluid simulations are often used since they can simulate realistic cloud movements and shapes. However, although this approach can create realistic clouds, the resulting shapes and motion depend on many simulation parameters and their initial status. Therefore, it is very difficult to create the clouds of desired shapes. In this paper, we propose a method for generating clouds with shapes that users have specified. The user specifies the multiple shapes of the ... - 重なり格子を用いた水のビジュアルシミュレーション(コンピュータグラフィックス)
小林 敏泰, 土橋 宜典, 山本 強
電子情報通信学会論文誌. D, 情報・システム, 92, 2, 247, 254, 一般社団法人電子情報通信学会, 2009年02月01日
日本語, コンピュータグラフィックス(CG)の分野において物理シミュレーションに基づく水や煙,炎などの流体現象の可視化に注目が集まっている.このような流体を表現するため,シミュレーション空間に格子を発生させて数値流体解析が行われる.しかし,移動物体を含む流体のシミュレーションにおいては,移動物体と流体との相互作用を表現するには膨大な計算コストを要する.このような問題を解消する手法として,重なり格子を用いた流体解析手法が提案されている.これはシミュレーション空間全体を覆う全体格子と物体周囲を覆う局所格子という複数の重なり合う格子を用いて情報交換しながら流体解析することで効率的に計算を行う手法である.本研究では,流体の一つである水に着目し,移動物体を含むシミュレーションにおいて重なり格子法を適用することで効率良く計算を行う手法を提案する. - 散乱媒質の反射・透過分布の計算と補間処理
新谷 幹夫, 白石 路雄, 土橋 宜典, 岩崎 慶, 西田 友是
画像電子学会誌, 38, 4, 423, 431, 画像電子学会, 2009年
英語, 研究論文（学術雑誌）, Rendering scattering materials is an important issue in realistic rendering. This paper describes calculation and interpolation methods of BRDFs/BTDFs (Bidirectional Reflectance/Transmittance Distribution Functions) of scattering materials. We introduced the plane-parallel scattering theory, which enables us analytic calculation of BRDFs/BTDFs of uniform scattering materials. We analysed calculated BRDFs/BTDFs and proposed their interpolation methods against scattering parameters and width of scattering materials. © 2009, The Institute of Image Electronics Engineers of Japan. All rights reserved. - Rendering Translucent Materials with Plane-parallel Solution
Shinya Mikio, Shiraishi Michio, Dobashi Yoshinori, Iwasaki Kei, Nishita Tomoyuki
Information and Media Technologies, 4, 3, 655, 665, Information and Media Technologies 編集運営会議, 2009年
英語, Lighting simulation is very important in realistic image synthesis, and the simulation of subsurface scattering has recently attracted much attention. Although the dipole/multipole model has succeeded in creating realistic images, it is still difficult to deal with volumetric features in subsurface scattering, which is important when rendering optically thin objects. This paper proposes a novel rendering method that utilizes the plane-parallel solution and the ray-marching method. The ray-marching method has been used to calculate single scattering solutions, and the plane-parallel solution has been adopted to calculate BRDFs. By combining these techniques, the proposed method efficiently captures volumetric features in multiple subsurface scattering events. In our experiments, the proposed method demonstrated a performance superior to that of previous methods in terms of accuracy. - Image-based rendering using unstructured image set
Siren Bato, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto
2nd International Workshop on Computer Science and Engineering, WCSE 2009, 1, 288, 292, 2009年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, This paper proposes a new, simple and effective image based rendering (IBR) technique for rendering new viewpoint images from large unstructured image set. Unlike most of the existing image based rendering systems, the proposed system is compatible with the standard model based rendering systems and able to synthesize the target scene with other artificial CG objects or scenes. © 2009 IEEE. - Rendering from unstructured image collections.
Siren Bato, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto
Proceedings of the IADIS International Conference Applied Computing 2009, 19-21 November, Rome, Italy, 2 Volumes, 369, 386, IADIS Press, 2009年, ［査読有り］ - AN INVERSE PROBLEM APPROACH TO BRDF MODELING
Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Fujiichi Yoshimoto, Tomoyuki Nishita
GRAPP 2009: PROCEEDINGS OF THE FOURTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTER GRAPHICS THEORY AND APPLICATIONS, 129, +, INSTICC-INST SYST TECHNOLOGIES INFORMATION CONTROL & COMMUNICATION, 2009年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, This paper presents a BRDF modeling method, based on an inverse problem approach. Our method calculates BRDFs to match the appearance of the object specified by the user. By representing BRDFs by a linear combination of basis functions, outgoing radiances of the object surface can be represented using basis functions. The calculation of the desired BRDF results from calculating the corresponding coefficients of basis functions that minimize the sum of differences between the outgoing radiances, represented using basis functions and user specified radiances. The properties that BRDFs must satisfy are described by linear constraint conditions. This minimization problem can be solved, interactively, using a linearly constrained least squares approach. Thus, our method allows the user to design BRDFs directly, under fixed complex lighting and viewpoint, and to view the rendering results interactively, under dynamic lighting and viewpoint. - Simulation of Various Natural Phenomena based on Computational Fluid Dynamics
Yoshinori Dobashi
2009 11TH IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTER-AIDED DESIGN AND COMPUTER GRAPHICS, PROCEEDINGS, 30, 31, IEEE, 2009年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Visual simulation of natural phenomena has become one of the most important research topics in computer graphics. Such phenomena include water, fire, smoke, clouds, and so on. Recent methods for the simulation of these phenomena utilize techniques developed in computational fluid dynamics. In this paper, the basic equations (Navier-Stokes equations) for simulating these phenomena are briefly described. These basic equations are used to simulate various natural phenomena. This paper then explains our applications of the equations for simulations of smoke, clouds, and aerodynamic sound. - Rendering translucent materials with plane-parallel solution
Mikio Shinya, Michio Shiraishi, Yoshinori Dobashi, Kei Iwasaki, Tomoyuki Nishita
Journal of Information Processing, 17, 180, 190, Information Processing Society of Japan, 2009年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Lighting simulation is very important in realistic image synthesis, and the simulation of subsurface scattering has recently attracted much attention. Although the dipole/multipole model has succeeded in creating realistic images, it is still difficult to deal with volumetric features in subsurface scattering, which is important when rendering optically thin objects. This paper proposes a novel rendering method that utilizes the plane-parallel solution and the ray-marching method. The ray-marching method has been used to calculate single scattering solutions, and the plane-parallel solution has been adopted to calculate BRDFs. By combining these techniques, the proposed method efficiently captures volumetric features in multiple subsurface scattering events. In our experiments, the proposed method demonstrated a performance superior to that of previous methods in terms of accuracy. - Feedback control of cumuliform cloud formation based on computational fluid dynamics
Yoshinori Dobashi, Katsutoshi Kusumoto, Tomoyuki Nishita, Tsuyoshi Yamamoto
ACM TRANSACTIONS ON GRAPHICS, 27, 3, Article 94, ASSOC COMPUTING MACHINERY, 2008年08月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Clouds play an important role for creating realistic images of outdoor scenes. In order to generate realistic clouds, many methods have been developed for modeling and animating clouds. One of the most effective approaches for synthesizing realistic clouds is to simulate cloud formation processes based on the atmospheric fluid dynamics. Although this approach can create realistic clouds, the resulting shapes and motion depend on many simulation parameters and the initial status. Therefore, it is very difficult to adjust those parameters so that the clouds form the desired shapes. This paper addresses this problem and presents a method for controlling the simulation of cloud formation. In this paper, we focus on controlling cumuliform cloud formation. The user specifies the overall shape of the clouds. Then, our method automatically adjusts parameters during the simulation in order to generate clouds forming the specified shape. Our method can generate realistic clouds while their shapes closely match to the desired shape. - A fast simulation method using overlapping grids for interactions between smoke and rigid objects
Yoshinori Dobashi, Yasuhiro Matsuda, Tsuyoshi Yamamoto, Tomoyuki Nishita
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 27, 2, 477, 486, BLACKWELL PUBLISHING, 2008年04月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Recently, many techniques using computational fluid dynamics have been proposed for the simulation of natural phenomena such as smoke and fire. Traditionally, a single grid is used for computing the motion of fluids. When an object interacts with a fluid, the resolution of the grid must be sufficiently high because the shape of the object is represented by a shape sampled at the grid points. This increases the number of grid points that are required, and hence the computational cost is increased. To address this problem, we propose a method using multiple grids that overlap with each other. In addition to a large single grid (a global grid) that covers the whole of the simulation space, separate grids (local grids) are generated that surround each object. The resolution of a local grid is higher than that of the global grid. The local grids move according to the motion of the objects. Therefore, the process of resampling the shape of the object is unnecessary when the object moves. To accelerate the computation, appropriate resolutions are adaptively-determined for the local grids according to their distance from the viewpoint. Furthermore, since we use regular (orthogonal) lattices for the grids, the method is suitable for GPU implementation. This realizes the real-time simulation of interactions between objects and smoke. - GPU-based rendering of point-sampled water surfaces
Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Fujiichi Yoshimoto, Tomoyuki Nishita
VISUAL COMPUTER, 24, 2, 77, 84, SPRINGER, 2008年02月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Particle-based simulations are widely used to simulate fluids. We present a real-time rendering method for the results of particle-based simulations of water. Traditional approaches to visualize the results of particle-based simulations construct water surfaces that are usually represented by polygons. To construct water surfaces from the results of particle-based simulations, a density function is assigned to each particle and a density field is computed by accumulating the values of the density functions of all particles. However, the computation of the density field is time consuming. To address this problem, we propose an efficient calculation of density field using a graphics processing unit (GPU). We present a rendering method for water surfaces sampled by points. The use of the GPU permits efficient simulation of optical effects, such as refraction, reflection, and caustics. - 人間の知覚特性を考慮した音と映像の特徴検出および調和の許容時間を考慮したマッチング(画像符号化,通信・ストリーム技術,一般)
飯塚 太郎, Yonghao Yue, 土橋 宣典, 西田 友是
映像情報メディア学会技術報告, 32, 99, 104, 一般社団法人 映像情報メディア学会, 2008年
日本語, 心理学的知見から、音と映像とのリズムを時間的に同期させると、人間は心地よいと感じると言われており、その同期作業はコンテンツ作成においても頻繁に行われている。本研究では、従来手作業で行っていた同期作業をコンピューターを用いて支援するシステムの構築を目指す。音や映像において急激な変化のある箇所を特徴として検出し、映像の再生速度を調整して音と映像の特徴を同期させる。特徴検出では、まず、音楽や映像の局所的な平均変化率をその区間における信号の分散により測り、特徴検出のための閾値をもとめる。次に閾値を超えた信号を特徴として検出し、その超過度をその特徴の重みとする。音と映像との同期作業では、まず、それぞれの特徴の時間的なずれと、特徴の重みを考慮して、より時間的に接近し、かつ重みの大きいもの同士をマッチングさせる。次に、マッチングされた特徴の各ペアについて、音と映像の特徴が現れる時間の差が、人間が違和感を感じない許容限界よりも小さくなるように、動画の再生速度を調節する。 - An interactive system for realistic rendering of large-scale terrains
Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto, Tomoyuki Nishtia
SIGGRAPH'08: ACM SIGGRAPH Talks 2008, 2008年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Feedback control of cumuliform cloud formation based on computational fluid dynamics.
Yoshinori Dobashi, Katsutoshi Kusumoto, Tomoyuki Nishita, Tsuyoshi Yamamoto
ACM Trans. Graph., 27, 3, 2008年, ［査読有り］ - A fast rendering method for clouds illuminated by lightning taking into account multiple scattering
Yoshinori Dobashi, Yoshihiro Enjyo, Tsuyoshi Yamamoto, Tomoyuki Nishita
VISUAL COMPUTER, 23, 9-11, 697, 705, SPRINGER, 2007年09月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Methods for rendering natural scenes are used in many applications such as virtual reality, computer games, and flight simulators. In this paper, we focus on the rendering of outdoor scenes that include clouds and lightning. In such scenes, the intensity at a point in the clouds has to be calculated by taking into account the illumination due to lightning. The multiple scattering of light inside clouds is an important factor when creating realistic images. However, the computation of multiple scattering is very time-consuming. To address this problem, this paper proposes a fast method for rendering clouds that are illuminated by lightning. The proposed method consists of two processes. First, basis intensities are prepared in a preprocess step. The basis intensities are the intensities at points in the clouds that are illuminated by a set of point light sources. In this precomputation, both the direct light and also indirect light (i.e., multiple scattering) are taken into account. In the rendering process, the intensities of clouds are calculated in real-time by using the weighted sum of the basis intensities. A further increase in speed is achieved by using a wavelet transformation. Our method achieves the real-time rendering of realistic clouds illuminated by lightning. - A precomputed approach for real-time haptic interaction with fluids
Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto, Makoto Sato, Shoichi Hasegawa, Mitsuaki Kato, Tomoyuki Nishita
IEEE COMPUTER GRAPHICS AND APPLICATIONS, 27, 3, 90, 92, IEEE COMPUTER SOC, 2007年05月, ［査読有り］
英語 - シェーディング言語を用いたWeb3Dデータ形式の改良と実装(<小特集>3次元映像情報メディア技術)
酒井 雅裕, 一條 憲幸, 土橋 宜典, 山本 強
映像情報メディア学会誌 : 映像情報メディア, 61, 4, 488, 494, 一般社団法人映像情報メディア学会, 2007年04月01日
日本語, Web3D techniques for managing 3DCG in the contents of HTML pages have made remarkable progress since VRML appeared in 1995. Many Web3D systems use fixed shaders for graphics API for realtime 3DCG rendering, so it is difficult to simulate the global illumination. We propose a solution to the problem of global illumination that uses a Web3D environment map in our proprietary Web3D format, '3DX' and the GPU shading language. - 照明効果を考慮した炎のシミュレーション法(<小特集>3次元映像情報メディア技術)
圓淨 義紘, 土橋 宜典, 山本 強
映像情報メディア学会誌 : 映像情報メディア, 61, 4, 482, 487, 一般社団法人映像情報メディア学会, 2007年04月01日
日本語, Recently, simulating natural phenomena has become one of the most important research areas in computer graphics. We focus on the visual simulation of fire. First, we propose an interactive method to simulate the motion of fire. Our method allows the user to control the shape and motion of fire. This is achieved by combining cellular automata and particle systems. Secondly, we propose a fast rendering method using wavelets for surrounding objects illuminated by the fire. The method can take into account not only direct light but also indirect light. This method achieves fast calculation of d... - 表面上の流れのためのパーティクルベースリアルタイム流体シミュレーション(<小特集>コンピュータグラフィックス)
師 芳卓, 岩崎 慶, 土橋 宜典, 西田 友是
映像情報メディア学会誌 : 映像情報メディア, 61, 10, 1457, 1462, 一般社団法人映像情報メディア学会, 2007年
日本語, 研究論文（学術雑誌）, Physically based fluid simulation is one of the most important research topics in computer graphics. Although many methods have been developed that use 3D or 2D grids to simulate fluids, there are few methods for simulating fluid flows on surfaces. We present a real-time particle-based simulation method for the flows on surfaces. The surfaces are parameterized in a 2D parameter domain and physical quantities of particles are calculated in the parameter domain. The flows are simulated by updating the physical quantities of the particles, and the simulation is accelerated with a GPU. Our meth... - Global illumination using precomputed light paths for interactive light condition manipulation
Yonghao Yue, Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
ACM SIGGRAPH 2007 Sketches, SIGGRAPH'07, 2007年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Precomputed Radiance Transfer for Dynamic Scenes Taking into Account Light Interreflection.
Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Fujiichi Yoshimoto, Tomoyuki Nishita
Proceedings of the Eurographics Symposium on Rendering Techniques, Grenoble, France, 2007, 35, 44, Eurographics Association, 2007年, ［査読有り］ - Global illumination for interactive lighting design using light path pre-computation and hierarchical histogram estimation
Yonghao Yue, Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Tornoyuki Nishita
PACIFIC GRAPHICS 2007: 15TH PACIFIC CONFERENCE ON COMPUTER GRAPHICS AND APPLICATIONS, 87, +, IEEE, 2007年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, In this paper we propose a fast global illumination solution for interactive lighting design. Using our method, light sources and the viewpoint are movable, and the characteristics of materials can be modified (assuming low-frequency BRDF) during rendering. Our solution is based on particle tracing (a variation of photon mapping) and final gathering. We assume that objects in the input scene are static, and pre-compute potential light paths for particle tracing and final gathering. To perfom final gathering fast, we propose an efficient technique called Hierarchical Histogram Estimation for rapid estimation of radiances from the distribution of the particles. The rendering process of our method can be fully implemented on the GPU and our method achieves interactive frame rates for rendering scenes with even more than 100, 000 triangles. - Precomputed radiance transfer for dynamic scenes with diffuse interreflection
Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Naoki Tamura, Henry Johan, Fujiichi Yoshimoto, Tomoyuki Nishita
ACM SIGGRAPH 2006: Sketches, SIGGRAPH '06, 2006年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - A fluid resistance map method for real-time haptic interaction with fluids
Yoshinori Dobashi, Makoto Sato, Shoichi Hasegawa, Tsuyoshi Yamamoto, Mitsuaki Kato, Tomoyuki Nishita
Proceedings of the ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology, VRST, 91, 99, ACM, 2006年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Haptic interfaces enable us to interact with a virtual world using our sense of touch. This paper presents a method for realizing haptic interaction with water. Our method displays forces acting on rigid objects due to water with a high frame rate (500 Hz). To achieve this, we present a fast method for simulating the dynamics of water. We decompose the dynamics into two parts. One is a linear flow expressed by a wave equation used to compute water waves. The other is a more complex and non-linear flow around the object. The fluid forces due to the non-linear flow is precomputed by solving Navier-Stokes equations, and stored in a database, named the Fluid Resistance Map. The precomputed non-linear flow and the linear flow are combined to compute the forces due to water. Copyright 2006 ACM. - Real-time rendering of point based water surfaces
Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Fujiichi Yoshimotol, Tomoyuki Nishita
ADVANCES IN COMPUTER GRAPHICS, PROCEEDINGS, 4035, 102, 114, SPRINGER-VERLAG BERLIN, 2006年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, In recent years, attention has been paid to particle-based fluid simulation, with several methods being developed to incorporate particle-based simulation into CG animations. These methods reconstruct water surfaces that are usually represented by polygons. However, the computational cost of the surface reconstruction is quite high. Therefore, it is difficult to render the result of the particle-based simulation at interactive frame rates. To address this, we present a real-time method for rendering water surfaces resulting from particle-based simulation. We present an efficient GPU accelerated surface reconstruction method from particles, sampling the water surface point by point. In addition to rendering the point based water surfaces, the use of the GPU permits efficient simulation of optical effects such as refraction, reflection, and caustics. - Virtual canoe: Real-time realistic water simulation for haptic interaction
Shoichi Hasegawa, Makoto Sato, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto, Mitsuaki Kato, Tomoyuki Nishita
ACM SIGGRAPH 2005 Emerging Technologies, SIGGRAPH 2005, 28, Association for Computing Machinery, Inc, 2005年07月31日, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - A method for fast rendering of caustics from refraction by transparent objects
K Iwasaki, F Yoshimoto, Y Dobashi, T Nishita
IEICE TRANSACTIONS ON INFORMATION AND SYSTEMS, E88D, 5, 904, 911, IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG, 2005年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Caustics are patterns of light focused by reflective or refractive objects. Because of their visually fascinating patterns, several methods have been developed to render caustics. We propose a method for the quick rendering of caustics formed by refracted and converged light through transparent objects. First, in the preprocess, we calculate sampling rays incident on each vertex of the object, and trace the rays until they leave the object taking refraction into account. The position and direction of each ray that finally transmits the transparent object are obtained and stored in a lookup table. Next, in the rendering process, when the object is illuminated, the positions and directions of the rays leaving the object are calculated using the lookup table. This makes it possible to render refractive caustics due to transparent objects at interactive frame rates, allowing us to change the light position and direction, and translate and rotate the object. - 領域ベース・ストロークベースのアート風画像生成法(コンピュータグラフィックス<小特集>情報論的学習理論論文)
ジョハン ヘンリー, 松井 一, 芳賀 俊之, 土橋 宜典, 西田 友是
電子情報通信学会論文誌. D-II, 情報・システム, II-パターン処理, 88, 2, 358, 367, 一般社団法人電子情報通信学会, 2005年02月01日
日本語, 本論文は入力された画像に対して様々なアート風画像を生成するノンフォトリアリスティクレンダリング手法を提案する.アート風画像には, モザイクやステンドグラスなどの領域分割ベースのものや油絵などのストロークベースのものがあるが, 提案法はその両方を生成することを可能にするものである.アート風画像においては, エッジ(色の境界)が強調されることや, 色変化の少ない部分が同じ色で描かれることが一般的である.そこで提案法では, まず入力画像をいくつかの領域の集合として近似する.この領域分割は, 領域の境界ができるだけ入力画像のエッジと一致するようにして, 各領域は1色で塗りつぶすというのであり, ボロノイ図を利用して実現される.続いて, ボロノイ領域をそのまま利用すれば領域分割ベースの画像, 色の近い隣接領域をたどるように筆のストロークを描けばストロークベースの画像を生成することができる. - 水面の絵画調映像生成手法の開発
鈴木 淳示, 佐藤 倫也, 土橋 宜典, 山本 強
画像電子学会誌 = Imaging & Visual Computing The Journal of the Institute of Image Electronics Engineers of Japan, 34, 4, 302, 310, 画像電子学会, 2005年
英語, 研究論文（学術雑誌）, Recently, many researchers have paid attention to a technique called non-photorealistic rendering (NPR). In this paper, we propose a method for painterly rendering of water surface. The painterly images of water surface are efficiently generated by making use of techniques used in the field of three-dimensional computer graphics. Our method can create not only static images but also painterly animations of water such as a river. Moreover, we develop an interactive system using our method. This enables the user to reflect the user's mind on the resulting images. © 2005, The Institute of Image Electronics Engineers of Japan. All rights reserved. - A method for fast rendering of caustics from refraction by transparent objects
Kei Iwasaki, Fujiichi Yoshimoto, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
IEICE Transactions on Information and Systems, E88-D, 5, 904, 910, Institute of Electronics, Information and Communication, Engineers, IEICE, 2005年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Caustics are patterns of light focused by reflective or refractive objects. Because of their visually fascinating patterns, several methods have been developed to render caustics. We propose a method for the quick rendering of caustics formed by refracted and converged light through transparent objects. First, in the preprocess, we calculate sampling rays incident on each vertex of the object, and trace the rays until they leave the object taking refraction into account. The position and direction of each ray that finally transmits the transparent object are obtained and stored in a lookup table. Next, in the rendering process, when the object is illuminated, the positions and directions of the rays leaving the object are calculated using the lookup table. This makes it possible to render refractive caustics due to transparent objects at interactive frame rates, allowing us to change the light position and direction, and translate and rotate the object. Copyright © 2005 The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers. - アダプティブグリッド法を用いた効率的な雲のビジュアルシミュレーション(コンピュータグラフィックス)
宮崎 玲, 土橋 宜典, 西田 友是
電子情報通信学会論文誌. D-II, 情報・システム, II-パターン処理, 87, 9, 1814, 1822, 一般社団法人電子情報通信学会, 2004年09月01日
日本語, 雲,煙,炎,水などの自然現象のシミュレーションはCGにおいて重要な研究分野の一つであり,特に雲の表示は景観画像の作成に重要な役割を果たす.リアルな雲を表現するためには,計算コストはかかるが流体シミュレーションに基づく手法が有効である.本論文では大気流体のモデルの差分法による数値解法を用い,積雲のリアルなアニメーションを作成することを目的とする.また障害物として山を考慮することにより,従来法では取り扱われていなかった気流と山との衝突により生成される雲のシミュレーションも行う.しかし差分法は通常,空間をグリッドに分割して行うが,リアルな雲を作成するためには空間を細かいグリッドに分割することが必要になり,それに伴い計算コストは増大してしまう.そこでグリッドをアダプティブに分割・統合していくアダプティブグリッド法を導入する.用いる総グリッド数を大幅に抑えることができ,効率的なシミュレーションを行うことができる.そしてシミュレーションで得られた雲の密度分布をレンダリングしてリアルなアニメーションを作成する. - Modeling of volcanic clouds using CML
R Mizuno, Y Dobashi, T Nishita
JOURNAL OF INFORMATION SCIENCE AND ENGINEERING, 20, 2, 219, 232, INST INFORMATION SCIENCE, 2004年03月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, In this paper, the model of volcanic clouds for computer graphics using the Coupled Map Lattice (CML) method is proposed. In this model, the Navier-Stokes equations are used, and the equations are solved by using the CML method that can be applied as an efficient fluid solver. Moreover, to generate desired shape of volcanic clouds, some parameters that allow intuitively control of the shape are provided. Hence, in this system, the behavior of the volcanic clouds can be calculated in practical calculation time, and by only changing some parameters various shapes of the volcanic clouds can be generated. Therefore, photo-realistic images/animations of various shapes of volcanic clouds can be created efficiently by the proposed approach. - Synthesizing sound from turbulent field using sound textures for interactive fluid simulation
Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto, Tomoyuki Nishita
Computer Graphics Forum, 23, 3, 539, 545, Blackwell Publishing Ltd, 2004年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Sound is an indispensable element for the simulation of a realistic virtual environment. Therefore, there has been much recent research focused on the simulation of realistic sound effects. This paper proposes a method for creating sound for turbulent phenomena such as fire. In a turbulent field, the complex motion of vortices leads to the generation of sound. This type of sound is called a vortex sound. The proposed method simulates a vortex sound by computing vorticity distributions using computational fluid dynamics. Sound textures for the vortex sound are first created in a pre-process step. The sound is then created at interactive rates by using these sound textures. The usefulness of the proposed method is demonstrated by applying it to the simulation of the sound of fire and other turbulent phenomena. - 散乱マップを用いた多重散乱の計算と空の色の高速表示法
岩崎 慶, 柳田 哲一, 土橋 宜典, 西田 友是
画像電子学会誌 = Imaging & Visual Computing The Journal of the Institute of Image Electronics Engineers of Japan, 33, 3, 515, 522, 画像電子学会, 2004年
英語, 研究論文（学術雑誌）, The sky color is indispensable for the display of natural scenes in computer graphics. To render the photorealistic images of the sky, the calculation taking into account multiple scattering is necessary. However the calculation is so complex that enormous computational cost is required. Therefore, in this paper, we proposed a method using virtual shells (sampling shells) generated in the atmosphere. In the method, the illumination distribution of the scattering of light on the virtual shells is considered as a texture map called scattering maps. This makes it possible to calculate the sky color effeciently by using graphics hardware. Furthermore, we also propose a calculation and rendering method using the singular value decomposition to display the sky quickly with a little memory when the height of the viewpoint and the sun altitude change. © 2004, The Institute of Image Electronics Engineers of Japan. All rights reserved. - ペイント画を利用した強調効果の抽出法(<小特集>コンピュータグラフィックス)
佐藤 倫也, 土橋 宜典, 山本 強, 高尾 克己, 安生 健一
映像情報メディア学会誌 : 映像情報メディア, 58, 10, 1483, 1488, 一般社団法人映像情報メディア学会, 2004年
日本語, 研究論文（学術雑誌）, In a cel animation workplace, non-photorealistic rendering (NPR) techniques are often applied to a 3D scene model, which is constructed by referring to the 2D hand-drawn images of the scene. There exist a lot of scene features that must be modeled from the 2D information. The accentuation effects are amongst the most important features in a hand-drawn scene. In this context, accentuation refers to adding hand-drawn shading of the scene. The specific region that an artist wishes the viewer to observe is drawn more brightly than the other regions. We propose a method of extracting the accentu... - A fast rendering method of clouds using shadow-view slices
R Miyazaki, Y Dobashi, T Nishita
Proceedings of the Seventh IASTED International Conference on Computer Graphics and Imaging, 93, 98, ACTA PRESS, 2004年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Clouds make an important contribution when composing images for various applications such as virtual outdoor scenes. An efficient rendering method is proposed for the rendering of clouds suitable for graphics hardware. Most of the calculations for rendering clouds are processed by texture operations in the graphics hardware. The method creates images of clouds processing photo realism by taking into account the single scattering of light, shadows on the ground, and shafts of light through the clouds. It is necessary to consider the light attenuation in the sun direction and in the view direction to render the volume data of the cloud density. These attenuations are calculated in a single step, using a sectional technique called "shadow-view slice". - Radiosity for point-sampled geometry
Y Dobashi, T Yamamoto, T Nishita
12TH PACIFIC CONFERENCE ON COMPUTER GRAPHICS AND APPLICATIONS, PROCEEDINGS, 152, 159, IEEE COMPUTER SOC, 2004年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, In this paper, we propose a radiosity method for the point-sampled geometry to compute diffuse interreflection of light. Most traditional radiosity methods subdivide the surfaces of objects into small elements such as quadrilaterals. However the point-sampled geometry includes no explicit information about surfaces, presenting a difficulty in applying the traditional approach to the point-sampled geometry. The proposed method addresses this problem by computing the interreflection without reconstructing any surfaces. The method realizes lighting simulations without losing the advantages of the point-sampled geometry. - A rapid rendering method for caustics arising from refraction by transparent objects
K Iwasaki, F Yoshimoto, Y Dobashi, T Nishita
2004 INTERNATIONAL CONFERENCE ON CYBERWORLDS, PROCEEDINGS, 39, 44, IEEE COMPUTER SOC, 2004年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Caustics are patterns of light formed by reflection or refraction of light from objects, and several methods have been developed to render caustics because of their visually beautiful patterns. This paper proposes a method for the rapid rendering of caustics formed by refracted light through transparent objects. First, a preprocess is used to generate sampling rays incident on each vertex of the object, and, taking refraction into account, to trace the rays until they leave the object. The position and direction of each ray that finally leaves the transparent object are obtained and stored in a lookup table. Next, in the rendering process, when the object is illuminated, the position and direction of the rays leaving the object are calculated using the lookup table. This makes it possible to render refractive caustics due to transparent objects at interactive frame rates even if the direction of the light changes and the object is translated or rotated. - Extracting 3D stylized accentuation effects from a painted image
T Sato, Y Dobashi, T Yamamoto, K Takao, K Anjyo
COMPUTER GRAPHICS INTERNATIONAL, PROCEEDINGS, 222, 229, IEEE COMPUTER SOC, 2004年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, In a cel animation workplace, non-photorealistic rendering techniques are often applied to a 3D scene model, which is constructed by referring to the 2D hand-drawn images of the scene. There exist a lot of scene features that must be modeled from the 2D information. The accentuation effects are amongst the most important features in a hand-drawn scene. In this context, accentuation refers to adding hand-drawn shading of the scene. The specific region that an artist wishes the viewer to observe is drawn brighter than the other regions.
In this paper, a method is proposed for the extraction of the accentuation effects from a single 2D painted image of an animated scene. This method enables the automatic addition of the accentuation effects to each frame of the animation, observed from other viewpoints. - Synthesizing sound from turbulent field using sound textures for interactive fluid simulation
Y Dobashi, T Yamamoto, T Nishita
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 23, 3, 539, 545, BLACKWELL PUBL LTD, 2004年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Sound is an indispensable element for the simulation of a realistic virtual environment. Therefore, there has been much recent research focused on the simulation of realistic sound effects. This paper proposes a method for creating sound for turbulent phenomena such as fire. In a turbulent field, the complex motion of vortices leads to the generation of sound. This type of sound is called a vortex sound. The proposed method simulates a vortex sound by computing vorticity distributions using computational fluid dynamics. Sound textures for the vortex sound are first created in a pre-process step. The sound is then created at interactive rates by using these sound textures. The usefulness of the proposed method is demonstrated by applying it to the simulation of the sound of fire and other turbulent phenomena. - A Fast Rendering Method for Refractive and Reflective Caustics due to Water Surfaces
K. Iwasaki, Y.Dobashi, T.Nishita
Computer Graphics Forum, 23, 3, 601, 609, 2003年11月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Real-time rendering of aerodynamic sound using sound textures based on computational fluid dynamics
Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto, Tomoyuki Nishita
ACM Transactions on Graphics, 22, 3, 732, 740, 2003年07月, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, In computer graphics, most research focuses on creating images, However, there has been much recent work on the automatic generation of sound linked to objects in motion and the relative positions of receivers and sound sources. This paper proposes a new method for creating one type of sound called aerodynamic sound. Examples of aerodynamic sound include sound generated by swinging swords or by wind blowing. A major source of aerodynamic sound is vortices generated in fluids such as air. First, we propose a method for creating sound textures for aerodynamic sound by making use of computational fluid dynamics. Next, we propose a method using the sound textures for real-time rendering of aerodynamic sound according to the motion of objects or wind velocity. © 2003 ACM. - Real-time rendering of aerodynamic sound using sound textures based on computational fluid dynamics
Y Dobashi, T Yamamoto, T Nishita
ACM TRANSACTIONS ON GRAPHICS, 22, 3, 732, 740, ASSOC COMPUTING MACHINERY, 2003年07月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, In computer graphics, most research focuses on creating images. However, there has been much recent work on the automatic generation of sound linked to objects in motion and the relative positions of receivers and sound sources. This paper proposes a new method for creating one type of sound called aerodynamic sound. Examples of aerodynamic sound include sound generated by swinging swords or by wind blowing. A major source of aerodynamic sound is vortices generated in fluids such as air. First, we propose a method for creating sound textures for aerodynamic sound by making use of computational fluid dynamics. Next, we propose a method using the sound textures for real-time rendering of aerodynamic sound according to the motion of objects or wind velocity. - A method for real-time rendering of water droplets taking into account interactive depth of field effects
Tomoya Sato, Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto
IFIP Advances in Information and Communication Technology, 112, 125, 132, Springer New York LLC, 2003年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Many researchers have been studying computer graphics simulations of natural phenomena. One important area in these studies is the animation of water droplets, whose applications include drive simulators. Because of the complexity of shape and motion, the animation of water droplets requires long calculation time. This paper proposes a method for real-time animations of water droplets running down on a glass plate, using graphics hardware. The proposed method takes into account depth of field effects, and makes it possible to change the focal point interactively depending on a point in the center of the scene being observed. © 2003 by Springer Science+Business Media New York. - A volume rendering approach for sea surfaces taking into account second order scattering using scattering maps
Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
ACM International Conference Proceeding Series, 45, 129, 171, Eurographics Association, 2003年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, We present a fast volume rendering technique for sea surfaces taking into account second order scattering using graphics hardware. To generate realistic images of the sea surfaces, accurate simulation of light transport within water is necessary. In particular, multiple scattering due to particles in the water plays an important role in creating realistic images. In this paper, we introduce the concept of a scattering map for efficient computation of light scattering within water volume. In order to calculate second order scattering of light, we slice the water volume into virtual horizontal planes and calculate the radiance from second order scattering of light at sampling points on these planes. The radiance on the virtual planes can be treated as a texture map. This makes it possible to accelerate the computation using graphics hardware. © The Eurographics Association 2003. - Physics motivated modeling of volcanic clouds as a two fluids model
R Mizuno, Y Dobashi, BY Chen, T Nishita
11TH PACIFIC CONFERENCE ON COMPUTER GRAPHICS AND APPLICATIONS, PROCEEDINGS, 440, 444, IEEE COMPUTER SOC, 2003年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, In this paper, we present a physics motivated modeling method for volcanic clouds as a two fluids model. Some previous methods model smoke or clouds as one fluid, but the volcanic clouds can not be treated as one fluid. The volcanic clouds consist of the pyroclasts, the volcanic gas and the entrained air. Since the pyroclasts and the volcanic gas can be treated as one fluid, called magma, the volcanic clouds are regarded as two fluids, the magma and the entrained air. The modeling in the 3D analysis space can be simplified to enhance the performance. Since our approach is physics motivated, it can be used to generate physically reasonable and realistic images of volcanic clouds from the volcanic initial eruption to the equilibrium situation. - A fast rendering method for refractive and reflective caustics due to water surfaces
K Iwasaki, Y Dobashi, T Nishita
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 22, 3, 601, 609, WILEY-BLACKWELL, 2003年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, In order to synthesize realistic images of scenes that include water surfaces, the rendering of optical affects caused by waves on the water surface, such as caustics and reflection, is necessary. However, rendering caustics is quite complex and time-consuming. In recent years, the performance of graphics hardware has made significant progress. This fact encourages researchers to study the acceleration of realistic image synthesis. We present here a method for the fast rendering of refractive and reflective caustics due to water surfaces. In the proposed method, an object is expressed by a set of texture mapped slices. We calculate the intensities of the caustics on the object by using the slices and store the intensities as textures. This makes it possible to render caustics at interactive rate by using graphics hardware. Moreover, we render objects that are reflected and refracted due to the water surface by using reflection/refraction mapping of these slices. - Development of Web-Based Training System and Courseware for Advanced Computer Graphics Courses Enhanced by Interactive JAVA Applets
Tomoyuki Nishita, Kunio Kondo, Yoshio Ohno, Yoshiaki Takai, Kenjiro T.Miura, Yoshinori Dobashi, Tokiichiro Takahashi
Proc. of the 10th Int. Conf. on Geometry and Graphics, 2, 123, 128, 2002年08月, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Interactive rendering of atmospheric scattering effects using graphics hardware
Yoshinori Dobashi, Tsuyoshi Yamamoto, Tomoyuki Nishita
Proceedings of the SIGGRAPH/Eurographics Workshop on Graphics Hardware, 99, 108, 2002年
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, To create realistic images using computer graphics, an important element to consider is atmospheric scattering, that is, the phenomenon by which light is scattered by small particles in the air. This effect is the cause of the light beams produced by spotlights, shafts of light, foggy scenes, the bluish appearance of the earth's atmosphere, and so on. This paper proposes a fast method for rendering the atmospheric scattering effect based on actual physical phenomena. In the proposed method, look-up tables are prepared to store the intensities of the scattered light, and these are then used as textures. Realistic images are then created at interactive rates by making use of graphics hardware. - An efficient method for rendering underwater optical effects using graphics hardware
Kei Iwasaki, Yoshinori Dobashi, Tomoyuki Nishita
Computer Graphics Forum, 21, 4, 701, 711, Blackwell Publishing Ltd., 2002年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, The display of realistic natural scenes is one of the most important research areas in computer graphics. The rendering of water is one of the essential components. This paper proposes an efficient method for rendering images of scenes within water. For underwater scenery, the shafts of light and caustics are attractive and important elements. However, computing these effects is difficult and time-consuming since light refracts when passing through waves. To address the problem, our method makes use of graphics hardware to accelerate the computation. Our method displays the shafts of light by accumulating the intensities of streaks of light by using hardware color blending functions. Making use of a Z-buffer and a stencil buffer accelerates the rendering of caustics. Moreover, by using a shadow mapping technique, our method can display shafts of light and caustics taking account of shadows due to objects. - Efficient rendering of lightning taking into account scattering effects due to clouds and atmospheric particles
Y Dobashi, T Yamamoto, T Nishita
NINTH PACIFIC CONFERENCE ON COMPUTER GRAPHICS AND APPLICATIONS, PROCEEDINGS, 390, 399, IEEE COMPUTER SOC, 2001年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, A number of methods have been developed for creating realistic images of natural scenes. Their applications include flight simulators, the visual assessment of outdoor scenery, etc. Previously, many of these methods have focused on creating images under clear or slightly cloudy days. Simulations under bad weather conditions, however are one of the important issues for realism. Lightning is one of the essential elements for these types of simulations. This paper proposes an efficient method for creating realistic images of scenes including lightning. Our method can create photo-realistic images by taking into account the scattering effects due to clouds and atmospheric particles illuminated by lightning. Moreover graphics hardware is utilized to accelerate the image generation. The usefulness of our method is demonstrated by creating images of outdoor scenes that include lightning. - Efficient rendering of optical effects within water using graphics hardware
K Iwasaki, Y Dobashi, T Nishita
NINTH PACIFIC CONFERENCE ON COMPUTER GRAPHICS AND APPLICATIONS, PROCEEDINGS, 374, 383, IEEE COMPUTER SOC, 2001年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, The display of realistic natural scenes is one of the most important research areas in computer graphics. The rendering of water is one of the essential components. This paper proposes an efficient method for rendering images of scenes within water For underwater scenery, the shafts of light and caustics are attractive and important elements. However computing these effects is difficult and time-consuming since light refracts when passing through waves. To address the problem, our method makes use of graphics hardware to accelerate the computation. Our method displays the shafts of light by accumulating the intensities of streaks of light by using hardware color blending functions. The rendering of caustics is accelerated by making use of a Z-buffer and a stencil buffer. Moreover, by using a shadow mapping technique, our method can display shafts of light and caustics taking account of shadows due to objects. - A method for modeling clouds based on atmospheric fluid dynamics
R Miyazaki, S Yoshida, Y Dobashi, T Nishita
NINTH PACIFIC CONFERENCE ON COMPUTER GRAPHICS AND APPLICATIONS, PROCEEDINGS, 363, 372, IEEE COMPUTER SOC, 2001年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, The simulation of natural phenomena such as clouds, smoke, fire and water is one of the most important research areas in computer graphics. In particular, clouds play an important role in creating images of outdoor scenes. The proposed method is based on the physical simulation of atmospheric flu id dynamics which characterizes the shape of clouds. To take account of the dynamics, we used a method called the coupled map lattice (CML). CML is an extended method of cellular automaton and is computationally inexpensive. The proposed method can create various types of clouds and can also realize the animation of these clouds. Moreover, we have developed an interactive system for modeling various types of clouds. - Modeling and rendering of various natural phenomena consisting of particles
T Nishita, Y Dobashi
COMPUTER GRAPHICS INTERNATIONAL 2001, PROCEEDINGS, 149, 156, IEEE COMPUTER SOC, 2001年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, The simulation of various natural phenomena is one of the important research fields in computer graphics. In particular, aspects such as sky, clouds, water, fire, trees, smoke, terrains, desert scenes, snow and fog are indispensable for creating realistic images of natural scenes, fight simulators and so on. Therefore, a lot of researchers have been trying to develop methods for simulating and rendering these. In this paper, we focus Oil sky, clouds, smoke, desert scenes and atmospheric effects, such as shafts of light. These phenomena have the common feature that then are consist of the effects of small particles. To create realistic images, physical based simulation and rendering are required. In particular, the color greatly depends on the properties of light scattering due to particles. In general, however, the simulation and rendering of these images is assumed to be vets time-consuming. This paper describes efficient methods for creating realistic images of such natural phenomena. - A simple, efficient method for realistic animation of clouds
Y Dobashi, K Kaneda, H Yamashita, T Okita, T Nishita
SIGGRAPH 2000 CONFERENCE PROCEEDINGS, 19, 28, ASSOC COMPUTING MACHINERY, 2000年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, This paper proposes a simple and computationally inexpensive method for animation of clouds. The cloud evolution is simulated using cellular automaton that simplifies the dynamics of cloud formation. The dynamics are expressed by several simple transition rules and their complex motion can be simulated with a small amount of computation. Realistic images are then created using one of the standard graphics APIs, OpenGL. This makes it possible to utilize graphics hardware, resulting in fast image generation. The proposed method can realize the realistic motion of clouds, shadows cast on the ground, and shafts of light through clouds. - A simple, efficient method for realistic animation of clouds
Y Dobashi, K Kaneda, H Yamashita, T Okita, T Nishita
SIGGRAPH 2000 CONFERENCE PROCEEDINGS, 19, 28, ASSOC COMPUTING MACHINERY, 2000年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, This paper proposes a simple and computationally inexpensive method for animation of clouds. The cloud evolution is simulated using cellular automaton that simplifies the dynamics of cloud formation. The dynamics are expressed by several simple transition rules and their complex motion can be simulated with a small amount of computation. Realistic images are then created using one of the standard graphics APIs, OpenGL. This makes it possible to utilize graphics hardware, resulting in fast image generation. The proposed method can realize the realistic motion of clouds, shadows cast on the ground, and shafts of light through clouds. - Interactive rendering method for displaying shafts of light
Y Dobashi, T Yamamoto, T Nishita
EIGHTH PACIFIC CONFERENCE ON COMPUTER GRAPHICS AND APPLICATIONS, PROCEEDINGS, 31, +, IEEE COMPUTER SOC, 2000年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Recently, graphics hardware has increased in capability, and is, moreover, now available even on standard PCs. These advances have encouraged researchers to develop hardware-accelerated methods for rendering realistic images. One of the important elements in enhancing reality is the effect of atmospheric scattering. The scattering of light due to atmospheric particles has to be taken into account in order to display shafts of light produced by studio spotlights and headlights of automobiles for example. The purpose of this paper is to develop a method for displaying shafts of light at interactive rates by making use of the graphics hardware. The method makes use of hardware-accelerated volume rendering techniques to display the shafts of light. - Modeling and Rendering Methods of Clouds.
Tomoyuki Nishita, Yoshinori Dobashi
7th Pacific Conference on Computer Graphics and Applications (PG '99), 5-7 October 1999, Seoul, Korea, 218, IEEE Computer Society, 1999年, ［査読有り］ - Using metaballs to modeling and animate clouds from satellite images
Y Dobashi, T Nishita, H Yamashita, T Okita
VISUAL COMPUTER, 15, 9, 471, 482, SPRINGER VERLAG, 1999年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, We propose modeling that uses metaballs to create realistic clouds from satellite images. The method is intended for space flight simulators, visualization of the weather information, and simulation of surveys of the earth, The density distribution inside the clouds is defined by a set of metaballs. The parameters (center positions, radii, and density values) are automatically determined so that the synthesized image is similar to the satellite image. We also propose an animation method for clouds generated by a sequence of satellite images taken at a given interval. We give several examples of clouds generated from satellite images of typhoons passing through Japan. - A fast volume rendering method for time-varying 3-D scalar field visualization using orthonormal wavelets
Y Dobashi, Cingoski, V, K Kaneda, H Yamashita, T Nishita
IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, 34, 5, 3431, 3434, IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC, 1998年09月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Animation of a time-varying 3-D scalar field distribution requires generation of a set of images at a sampled time intervals i.e. frames. Although, volume rendering method can be very advantageous for such 3-D scalar field visualizations, in case of animation, the computation time needed for generation of the entire set of images call be considerably long. To address this problem, this paper proposes a fast volume rendering method which utilizes orthonormal wavelets. The coherency between frames, in the proposed method, is eliminated by expanding the scalar field into a series of wavelets. Application of the proposed method for time-varying eddy-current density distribution inside an aluminum plate (TEAM Workshop Problem 7) is given. - Modeling of clouds from satellite images using metaballs
Y Dobashi, T Nishita, H Yamashita, T Okita
PACIFIC GRAPHICS '98, PROCEEDINGS, 53, +, IEEE COMPUTER SOC, 1998年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, This paper proposes an image-based modeling of clouds where realistic clouds are created from satellite images using metaballs. The intention of the paper is for applications to space flight simulators, the visualization of the weather information, and the simulation of surveys of the earth. In the proposed method, the density distribution inside the clouds is defined by a set of metaballs. Parameters of metaballs, such as center positions, radii, and density values, are automatically determined so that a synthesized image of clouds modeled by using metaballs is similar to the original satellite image. We also propose an animation method for clouds generated by a sequence of satellite images taken at some interval. The usefulness of the proposed method is demonstrated by several examples of clouds generated from satellite images of typhoons passing through Japan. - A fast display method of sky colour using basis functions
Y Dobashi, T Nishita, K Kaneda, H Yamashita
JOURNAL OF VISUALIZATION AND COMPUTER ANIMATION, 8, 2, 115, 127, JOHN WILEY & SONS LTD, 1997年04月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Computer graphics are being used for visual environmental assessment or architectural designs. Displaying the sky as a background is indispensable in generating photorealistic images for such applications. In this paper, we propose a fast display method of the sky colour by expressing the intensity distribution of the sky using basis functions, even if the sun position and/or the camera position are altered. In the proposed method, cosine functions are used as basis functions. The sun altitude is altered at certain intervals and the distributions of the sky colour for each sun altitude are precalculated and stored efficiently using basis functions. The colour of the sky in the view direction of an arbitrary sun position can be obtained from the stored distributions and displayed quickly. (C) 1997 by John Wiley & Sons, Ltd. - A modeling and rendering method for snow by using metaballs
T Nishita, H Iwasaki, Y Dobashi, E Nakamae
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 16, 3, C357, +, WILEY-BLACKWELL, 1997年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, The display of natural scenes such as mountains, trees, the earth as viewed from space, the sea, and waves have been attempted. Here a method to realistically display snow is proposed.
In order to achieve this, two important elements have to be considered, namely the shape and shading model of snow, based on the physical phenomenon. In this paper, a method for displaying snow fallen onto objects, including curved surfaces and snow scattered by objects, such as skis, is proposed. Snow should be treated as particles with a density distribution since it consists of water particles, ice particles, and air molecules. In order to express the material property of snow, the phase functions of the particles must be taken into account, and it is well-known that the color of snow is white because of the multiple scattering of light.
This paper describes a calculation method for light scattering due to snow particles taking into account both multiple scattering and sky light, and the modeling of snow. - Pulmonary actinomycosis resembling an anterior mediastinal tumor
T. Sato, N. Takada, Y. Dobashi, M. Suzuki, M. Ouchi, Y. Abe
Japanese Journal of Thoracic Diseases, 35, 8, 888, 893, 1997年, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌）, A 25-year-old, previously healthy man was referred to us because of fever, left-sided chest pain, and an abnormal mass shadow at the left pulmonary hilum on chest X-ray films. Laboratory tests and fiberoptic bronchoscopy revealed no abnormality. Thoracotomy was done because a mediastinal tumor was suspected. Surgery revealed that the left lingula was atelectatic and that the mass was in the left S4, not in the mediastinum. Pathological examination of tissue from the partially resected lung showed sulfur granules, and a diagnosis of pulmonary actinomycosis was made. At least 80 cases of pulmonary actinomycosis were reported in Japan between 1963 and 1995. Pulmonary actinomycosis is most common among men in the fifth and sixth decades of life, and almost all patients have oral disease. Pulmonary actinomycosis is often difficult to distinguish from lung cancer, because both appear as mass shadows on X-ray films, and almost all cases of pulmonary actinomycosis are diagnosed by thoracotomy. - A modeling and rendering method for snow by using metaballs
T Nishita, H Iwasaki, Y Dobashi, E Nakamae
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 16, 3, C357, +, WILEY-BLACKWELL, 1997年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, The display of natural scenes such as mountains, trees, the earth as viewed from space, the sea, and waves have been attempted. Here a method to realistically display snow is proposed.
In order to achieve this, two important elements have to be considered, namely the shape and shading model of snow, based on the physical phenomenon. In this paper, a method for displaying snow fallen onto objects, including curved surfaces and snow scattered by objects, such as skis, is proposed. Snow should be treated as particles with a density distribution since it consists of water particles, ice particles, and air molecules. In order to express the material property of snow, the phase functions of the particles must be taken into account, and it is well-known that the color of snow is white because of the multiple scattering of light.
This paper describes a calculation method for light scattering due to snow particles taking into account both multiple scattering and sky light, and the modeling of snow. - Display of clouds taking into account multiple anisotropic scattering and sky light
Tomoyuki Nishita, Yoshinori Dobashi, Eihachiro Nakamae
Proceedings of the 23rd Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques, SIGGRAPH 1996, 379, 386, Association for Computing Machinery, Inc, 1996年08月01日, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Methods to display realistic clouds are proposed. To display realistic images, a precise shading model is required: Two components should be considered. One is multiple scattering due to particles in clouds, and the other factor to be considered is sky light. For the former, the calculation of cloud intensities has been assumed to be complex due to strong forward scattering. However, this paper proposes an efficient calculation method using these scattering characteristics in a positive way. The latter is a very significant factor when sky light is rather stronger than direct sunlight, such as at sunset/sunrise, even though sky light has been ignored in previous methods. This paper describes an efficient calculation method for light scattering due to clouds taking into account both multiple scattering and sky light, and the modeling of clouds. - Method for calculation of sky light luminance aiming at an interactive architectural design
Y Dobashi, K Kaneda, H Yamashita, T Nishita
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 15, 3, C109, +, WILEY-BLACKWELL, 1996年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Recently, computer graphics are frequently used for both architectural design and visual environmental assessment. Using computer graphics, designers can easily compare the effect of the natural light on their architectural designs under various conditions, such as different times of day, seasons, atmospheric conditions (clear or overcast sky) or building wall materials. In traditional methods of calculating the luminance due to sky light, however, all calculation must be performed from scratch if such conditions undergo change. Therefore, to compare the architectural designs under different conditions, a great deal of time has to be spent on generating the images.
This paper proposes a new method of quickly generating images of an outdoor scene, taking into account glossy specular reflection, even if such conditions change. In this method, luminance due to sky light is expressed by a series of basis functions, and basis luminances corresponding to each basis function are precalculated and stored in a compressed form in the preprocess. Once the basis luminances are calculated, the luminance due to sky light can be quickly calculated by the weighted sum of the basis luminances. Several examples of an architectural design demonstrate the usefulness of the proposed method. - Tuberculous mediastinal lymphadenitis presenting as hoarseness
T. Kawasaki, T. Gotoh, T. Nakamura, S. Hashimoto, T. Arimoto, Y. Iwasaki, M. Ono, S. Toda, Y. Dobashi, M. Nakagawa
Japanese Journal of Thoracic Diseases, 34, 11, 1244, 1248, 1996年, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌）, A 70-year-old woman wad admitted to our hospital complaining of hoarseness. Bronchoscopic examination revealed that the left vocal cord was fixed in the paramedian postion, and therefore left recurrent nerve paralysis was suspected. Although a chest X-ray film showed no abnormal findings, a chest computed tomogram showed that pretracheal (3) and subaortic (5) lymph nodes were swollen (1 to 2 cm in diameter). An open biopsy was done. Histological examination of the resected mediastinal lymph nodes revealed an accumulation of Langhans giant cells and epithelioid cells in caseous necrosis. An acid-fast bacillus was seen after Ziehl-Neelsen staining. This was a rare case of mediastinal tuberculous lymphadenitis in which hoarseness was useful for early diagnosis. Fifty-three cases of tuberculous mediastinal lymphadenitis have been reported in Japan. - Fast volume rendering with adjustable color maps
K Kaneda, Y Dobashi, K Yamamoto, H Yamashita
1996 SYMPOSIUM ON VOLUME VISUALIZATION, PROCEEDINGS, 7, &, ASSOC COMPUTING MACHINERY, 1996年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, In scientific visualization, it is necessary to visualize the distribution of a scalar field by using adjustable color maps in conjunction with a pseudo-color display. This paper proposes a method for fast direct volume rendering when color maps undergo change. The method pre-calculates basis images that are independent from the color maps. The rendered images for an arbitrary color map are then generated by compositing the basis images. The proposed method makes possible interactive observation of changing color maps with a fixed viewpoint. - Display of Clouds Taking into Account Multiple Anisotropic Scattering and Sky Light.
Tomoyuki Nishita, Yoshinori Dobashi, Eihachiro Nakamae
SIGGRAPH 1996, 379, 386, 1996年, ［査読有り］ - Method for calculation of sky light luminance aiming at an interactive architectural design
Y Dobashi, K Kaneda, H Yamashita, T Nishita
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 15, 3, C109, +, WILEY-BLACKWELL, 1996年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, Recently, computer graphics are frequently used for both architectural design and visual environmental assessment. Using computer graphics, designers can easily compare the effect of the natural light on their architectural designs under various conditions, such as different times of day, seasons, atmospheric conditions (clear or overcast sky) or building wall materials. In traditional methods of calculating the luminance due to sky light, however, all calculation must be performed from scratch if such conditions undergo change. Therefore, to compare the architectural designs under different conditions, a great deal of time has to be spent on generating the images.
This paper proposes a new method of quickly generating images of an outdoor scene, taking into account glossy specular reflection, even if such conditions change. In this method, luminance due to sky light is expressed by a series of basis functions, and basis luminances corresponding to each basis function are precalculated and stored in a compressed form in the preprocess. Once the basis luminances are calculated, the luminance due to sky light can be quickly calculated by the weighted sum of the basis luminances. Several examples of an architectural design demonstrate the usefulness of the proposed method. - A QUICK RENDERING METHOD USING BASIS FUNCTIONS FOR INTERACTIVE LIGHTING-DESIGN
Y DOBASHI, K KANEDA, H NAKATANI, H YAMASHITA, T NISHITA
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 14, 3, C229, +, WILEY-BLACKWELL, 1995年08月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, When designing interior lighting effects, it is desirable to compare a variety of fighting designs involving different lighting devices and directions of light. It is, however, time-consuming to generate images with many different lighting parameters, taking interreflection into account, because all luminances must be calculated and recalculated. This makes it difficult to design lighting effects interactively. To address this problem, this paper proposes a method of quickly generating images of a given scene illustrating an interreflective environment illuminated by sources with arbitrary luminous intensity distributions. In the proposed method, the luminous intensity ditribution is expressed with basis functions. The proposed method uses a series of spherical harmonic functions as basis functions, and calculates in advance each intensity on surfaces lit by the light sources whose luminous intensity distribution are the same as the spherical harmonic functions. The proposed method makes it possible to generate images so quickly that we can change the luminous intensity distribution interactively.
Combining the proposed method with an interactive walk-through that employs intensity mapping, an interactive system for lighting design is implemented. The usefulness of the proposed method is demonstrated by its application to interactive lighting design, where many images are generated by altering lighting devices and/or direction of light. - A Quick Rendering Method Using Basis Functions for Interactive Lighting Design
Yoshinori Dobashi, Kazufumi Kaneda, Hideki Nakatani, Hideo Yamashita, Tomoyuki Nishita
Computer Graphics Forum, 14, 3, 229, 240, 1995年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, When designing interior lighting effects, it is desirable to compare a variety of lighting designs involving different lighting devices and directions of light. It is, however, time‐consuming to generate images with many different lighting parameters, taking interreflection into account, because all luminances must be calculated and recalculated. This makes it difficult to design lighting effects interactively. To address this problem, this paper proposes a method of quickly generating images of a given scene illustrating an interreflective environment illuminated by sources with arbitrary luminous intensity distributions. In the proposed method, the luminous intensity ditribution is expressed with basis functions. The proposed method uses a series of spherical harmonic functions as basis functions, and calculates in advance each intensity on surfaces lit by the light sources whose luminous intensity distribution are the same as the spherical harmonic functions. The proposed method makes it possible to generate images so quickly that we can change the luminous intensity distribution interactively. Combining the proposed method with an interactive walk‐through that employs intensity mapping, an interactive system for lighting design is implemented. The usefulness of the proposed method is demonstrated by its application to interactive lighting design, where many images are generated by altering lighting devices and/or direction of light. © 1995 Eurographics Association - SKYLIGHT FOR INTERIOR LIGHTING-DESIGN
Y DOBASHI, K KANEDA, T NAKASHIMA, H YAMASHITA, T NISHITA, K TADAMURA
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 13, 3, C85, &, BLACKWELL PUBL LTD, 1994年09月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, It is inevitable for indoor lighting design to render a room lit by natural light, especially for an atelier or an indoor pool where there are many windows. This paper proposes a method for calculating the illuminance due to natural light, i.e. direct sunlight and skylight, passing through transparent planes such as window glass. The proposed method makes it possible to efficiently calculate such illuminance accurately, because it takes into account both non-uniform luminous intensity distribution of skylight and the distribution of transparency of glass according to incident angles of light. Several examples including the lighting design in an indoor pool, are shown to demonstrate the usefulness of the proposed method. - SKYLIGHT FOR INTERIOR LIGHTING-DESIGN
Y DOBASHI, K KANEDA, T NAKASHIMA, H YAMASHITA, T NISHITA, K TADAMURA
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 13, 3, C85, &, BLACKWELL PUBL LTD, 1994年09月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）, It is inevitable for indoor lighting design to render a room lit by natural light, especially for an atelier or an indoor pool where there are many windows. This paper proposes a method for calculating the illuminance due to natural light, i.e. direct sunlight and skylight, passing through transparent planes such as window glass. The proposed method makes it possible to efficiently calculate such illuminance accurately, because it takes into account both non-uniform luminous intensity distribution of skylight and the distribution of transparency of glass according to incident angles of light. Several examples including the lighting design in an indoor pool, are shown to demonstrate the usefulness of the proposed method.
その他活動・業績
- 2次元のBRDF分布の補間による金属表面上の傷のデザインシステム
藤真太郎, 佐藤周平, 佐藤周平, 岩崎慶, 岩崎慶, 土橋宜典, 土橋宜典, 情報処理学会研究報告(Web), 2023, CG-191, 2023年 - 2D乱流合成を用いた煙シミュレーションの高速化
笹晃輔, 土橋宜典, 佐藤周平, 情報処理学会研究報告(Web), 2022, CG-185, 2022年 - インタラクティブなパレットベースの色変換のための最適化手法
水嶋楓華, 佐藤周平, 櫻井快勢, 土橋宜典, 高尚策, 唐政, 情報処理学会研究報告(Web), 2021, CG-184, 2021年 - 物理シミュレーションにおける速度の履歴を用いた液体の音データの検索手法
齊藤彪雅, 佐藤周平, 土橋宜典, 情報処理学会研究報告(Web), 2021, CG-184, 2021年 - 地形の変形に伴う水シミュレーションの変形に関する考察
大場誉幸, 佐藤周平, 土橋宜典, 情報処理学会研究報告(Web), 2021, CG-184, 2021年 - アダプティブなスタイル転写による乱流合成
笹晃輔, 佐藤周平, 土橋宜典, 情報処理学会研究報告(Web), 2020, CG-178, 2020年 - 流れ関数を用いた流体の流れのガイド手法
佐藤周平, 佐藤周平, 土橋宜典, 土橋宜典, 情報処理学会研究報告(Web), 2020, CG-179, 2020年 - データベースを用いた流体音の合成のための速度場に基づくデータ検索手法
齊藤彪雅, 佐藤周平, 土橋宜典, 高尚策, 唐政, 情報処理学会研究報告(Web), 2020, CG-180, 2020年 - 空間および周波数領域での煙の流れの編集
佐藤周平, 佐藤周平, 土橋宜典, 土橋宜典, KIM Theodore, 情報処理学会研究報告(Web), 2019, CG-175, 2019年 - パッチ合成に基づく詳細な動きを保持した流体の流れの変形
佐藤 周平, 土橋 宜典, 櫻井 快勢, 西田 友是, Visual Computing 2018 ポスター, 2018年06月
日本語, 研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議） - 例示ベース乱流合成のためのパッチベース探索の高速化
渡辺優太, 佐藤周平, 土橋宜典, 山本強, 情報処理学会研究報告(Web), 2017, DCC-17, Vol.2017‐DCC‐17,No.5,1‐4 (WEB ONLY), 2017年11月
日本語 - 布のCG表現のための見た目のモデリング
土橋宜典, 土橋宜典, 岩崎慶, 岡部誠, 井尻敬, 藤堂英樹, 情報処理学会研究報告(Web), 2017, DCC-17, Vol.2017‐DCC‐17,No.25,1‐5 (WEB ONLY), 2017年11月01日
日本語 - 例示ベース乱流合成のための類似領域探索の高速化の検討
渡辺優太, 佐藤周平, 土橋宜典, 山本強, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD-ROM), 2017, ROMBUNNO.153, 2017年10月
日本語 - 汎用PCにおける超音波を用いたジェスチャー検出に関する一検討
有働 篤人, 青木 直史, 土橋 宜典, 山本 強, 聴覚研究会資料 = Proceedings of the auditory research meeting, 47, 5, 361, 364, 2017年07月20日
日本音響学会, 日本語 - 適応信号処理を用いた非線形歪み回路のモデリングに関する一検討
松永 悠斗, 青木 直史, 土橋 宜典, 山本 強, 聴覚研究会資料 = Proceedings of the auditory research meeting, 47, 5, 355, 360, 2017年07月20日
日本音響学会, 日本語 - 音響信号のダイナミクスに基づいたテンポ推定に関する一検討
菊池 雄大, 青木 直史, 土橋 宜典, 山本 強, 聴覚研究会資料 = Proceedings of the auditory research meeting, 47, 5, 349, 354, 2017年07月20日
日本音響学会, 日本語 - 汎用PCにおける超音波を用いたジェスチャー検出に関する一検討 (応用音響)
有働 篤人, 青木 直史, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 117, 138, 103, 106, 2017年07月20日
電子情報通信学会, 日本語 - 適応信号処理を用いた非線形歪み回路のモデリングに関する一検討 (応用音響)
松永 悠斗, 青木 直史, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 117, 138, 97, 102, 2017年07月20日
電子情報通信学会, 日本語 - 音響信号のダイナミクスに基づいたテンポ推定に関する一検討 (応用音響)
菊池 雄大, 青木 直史, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 117, 138, 91, 96, 2017年07月20日
電子情報通信学会, 日本語 - 流れ場の補間による複数の流体アニメーションの統合
佐藤周平, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2017, ROMBUNNO.17, 2017年06月, ［査読有り］
日本語 - 流体アニメーションのための例示ベース乱流合成
佐藤周平, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2017, ROMBUNNO.26, 2017年06月
日本語 - 遮光を活用した異方性反射の印刷法
櫻井快勢, 土橋宜典, 土橋宜典, 西田友是, 西田友是, 情報処理学会全国大会講演論文集, 79th, 4, 2017年 - X線CTと写真を用いたテクスチャ付き三次元モデルの生成法
井尻敬, 井尻敬, 藤堂英樹, 小檜山賢二, 平林晃, 土橋宜典, 土橋宜典, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2017, 2017年 - 複数部屋の家具のレイアウトシミュレーション (映像表現&コンピュータグラフィックス)
山河 卓也, 土橋 宜典, 山本 強, 映像情報メディア学会技術報告 = ITE technical report, 40, 27, 1, 4, 2016年08月
映像情報メディア学会, 日本語 - TLFスピーカ及びハイレゾ音源を用いた音声の多チャンネル化 (応用音響)
須田 祥平, 山本 強, 土橋 宜典, 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 116, 122, 41, 44, 2016年07月07日
電子情報通信学会, 日本語 - 複数画像を再現可能な反射板設計
櫻井快勢, YUE Yonghao, 金森由博, 岩崎慶, 岩崎慶, 土橋宜典, 土橋宜典, 西田友是, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2016, ROMBUNNO.04, 2016年06月18日
日本語 - 複数の流体流れ場の合成方法に関する一考察
佐藤周平, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2016, ROMBUNNO.14, 2016年06月, ［査読有り］
日本語 - D-12-60 写実的仮想物体合成のための光源環境推定マーカーの検討(D-12.パターン認識・メディア理解B(コンピュータビジョンとコンピュータグラフィックス),一般セッション)
菊田 勇人, 山本 強, 土橋 宣典, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2016, 2, 129, 129, 2016年03月01日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - D-16-10 胸部3Dボリューム画像からの簡易椎体形状モデル生成法(D-16.医用画像,一般セッション)
白石 憲一, 山本 強, 土橋 宜典, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2016, 2, 176, 176, 2016年03月01日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - D-14-16 TLFスピーカ及びハイレゾ音源を用いた音声の多チャンネル化(D-14.音声,一般セッション)
須田 祥平, 山本 強, 土橋 宜典, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2016, 1, 173, 173, 2016年03月01日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - マイクロストラクチャからのBRDFの推定
井尻敬, 岩崎慶, 岡部誠, 藤堂英樹, 土橋宜典, 西村智, PODEE Namo, 画像電子学会誌(CD-ROM), 45, 1, 124‐125, 2016年01月30日
日本語 - VPLサンプリングのための効率的な可視関数の確率的評価
名畑豪祐, 岩崎慶, 土橋宜典, 土橋宜典, 西田友是, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2015, ROMBUNNO.12, 2015年06月27日
日本語 - ベクトルポテンシャルを用いた流体流れ場の編集
佐藤周平, 土橋宜典, 土橋宜典, 土橋宜典, YUE Yonghao, 岩崎慶, 岩崎慶, 西田友是, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2015, ROMBUNNO.11, 2015年06月27日
日本語 - ベクトルポテンシャルを用いた非圧縮性流体流れ場の変形
佐藤周平, 土橋宜典, YUE Yonghao, 岩崎慶, 西田友是, 情報処理学会全国大会講演論文集, 77th, 4, 4.57-4.58, 2015年03月17日
日本語 - ベクトルポテンシャルを用いた非圧縮性流体流れ場の変形
佐藤 周平, 土橋 宜典, 楽 詠灝, 岩崎 慶, 西田 友是, 第77回全国大会講演論文集, 2015, 1, 57, 58, 2015年03月17日
近年，映画やゲームなどにおいて，流体シミュレーションを用いた映像制作が盛んに行われている．このような映像制作では，特にSFやファンタジー 映画において，物理シミュレーションを用いつつも，現実では起こりえないような流体の映像が求められる．このような場合，流体の流れ場を変形する ことで，そのような映像の容易な作成が期待できる．しかし，単純に流れ場を変形した場合，流体が満たすべき物理法則である質量保存，運動量保存を 満たすことができない．特に，質量保存が満たされない場合，意図しない場所から流体が湧き出るなど，視覚的に問題となる場合が多い．そこで本手法 では，2つの物理法則のうち質量保存，すなわち流体の非圧縮性を保った流れ場の変形を実現する．, 日本語 - D-12-63 写実的な仮想物体挿入のための光源環境推定(D-12.パターン認識・メディア理解B(コンピュータビジョンとコンピュータグラフィックス),一般セッション)
菊田 勇人, 山本 強, 土橋 宜典, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2015, 2, 115, 115, 2015年02月24日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - メトロポリス光輸送法における双方向変異法のための光路サンプリング戦略決定について
大津 久平, 楽 詠コウ, 侯 啓明, 岩崎 慶, 土橋 宜典, 須田 礼二, 西田 友是, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2015, 2, 1, 7, 2015年02月20日
写実的な画像を生成するための大域照明計算はコンピュータグラフィックスにおいて重要な分野である.近年,マルコフ連鎖モンテカルロ法を用いた大域照明計算法が活発に研究,開発されている.例えば,マルコフ連鎖モンテカルロ法 (MCMC) を用いるレンダリング手法の一つであるメトロポリス光輸送法 (MLT) はある規則に従って光路を変異させながら,光路空間におけるエネルギーの寄与分布に従うようなマルコフ連鎖を生成する.MCMC を用いるレンダリング手法では,サンプルが次元の境界を超える際に次元間変異が用いられる.例えば,MLT では次元間変異として双方向変異法を用い,光路の長さや構造を変異させる.このような次元間変異手法はしばしばサンプル過程のエルゴード性を保つために用いられ,いくつかの手法にとっては次元間変異は必須である.しかしながら MCMC を用いたレンダリングにおいて,次元間変異の効率を改善するための研究はほとんど試されてこなかった.そこで,本稿では,双方向変異法の効率の改良について考察する.重点的サンプリングに類似した考え方に基づく双方向変異法の効率についての解析から,光路サンプリング戦略の決定を行う分布の制御によって,双方向変異法の採択確率を向上できることが分かる.この解析に基づき,我々は焼きなまし法を用いて採択確率の期待値を最大化することで光路サンプリング戦略の決定分布を効率化する手法を提案する.この手法を用いることにより,双方向変異法の特徴を残しながら高い遷移確率で光路をサンプリングすることができる., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 写真を用いた雲のモデリング
岩崎慶, 土橋宜典, 岡部誠, 山本強, Meeting of Federation of Imaging Societies (CD-ROM), 2nd, ROMBUNNO.PC10, 2015年
日本語 - レイサンプリングによる効率的な分割統治法を用いたレイトレーシング
名畑 豪祐, 岩崎 慶, 土橋 宜典, 西田 友是, 情報処理学会論文誌, 55, 12, 2559, 2568, 2014年12月15日
本論文では，分割統治法を用いた効率的なレイトレーシングを提案する．Divide-And-Conquer Ray Tracing（DACRT）は，大量のレイと幾何プリミティブ間の交差判定問題を，容易に解くことができるまで交差判定問題を分割することで解く手法である．先行研究では，プリミティブの分布のみに基づき問題を分割しており，レイの分布は考慮していなかった．そのため，追跡するレイの数が多い高解像度画像のレンダリングにおいて非効率な場合がある．そこで，本研究ではレイの分布に基づき問題の分割，つまり高速化データ構造の構築，探索順序の決定を行う．また，レイトラバーサルを効率的に行うために，新たなコストメトリックを提案する．これにより，レイの数について問題サイズを十分に削減できない場合の非効率な問題分割を回避できる．提案するコストメトリックは計算，実装が容易に行える．本研究により，あらゆる種類のレイで高速化を実現し，先行研究と比較して最大約2倍の高速化を達成した．さらに，レイとバウンディングボリュームの交差判定回数を削減できることを示した．In this paper, we propose an efficient ray tracing method based on divide-and-conquer approach. Previous divide-and-conquer ray tracing (DACRT) methods subdivide intersection problems between large numbers of rays and primitives, by recursively subdividing the problem size based on the distribution of primitives only, until it can be easily solved. To subdivide the intersection problems, the lack of considering the distribution of rays can decrease the rendering performance, especially for high resolution images with antialiasing. To address this problem, our method exploits the distribution of rays for subdivision of intersection problems, construction of acceleration data structure, and determination of ray traversal order. To accelerate ray traversals, we have derived a new cost metric which is used to avoid inefficient subdivision of the intersection problem where the number of rays is not sufficiently reduced at the cost of expensive intersection tests between rays and bounding volumes. The cost metric is easy to calculate and hence easy to implement. Our method can accelerate the tracing of many types of rays by a factor of up to two. In addition, we show that our method can reduce the number of intersection tests between rays and bounding volumes compared to the state-of-the-art DACRT method., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 3次元流体映像の変形と補間
谷 翼, 土橋 宜典, 佐藤 周平, 山本 強, 研究報告グラフィクスとCAD（CG）, 2014, 22, 1, 6, 2014年11月13日
近年，コンピュータグラフィックス (CG) の進歩により，映画やゲーム，アニメなど様々な場面において，CG が多く用いられるようになっている．これら CG における映像生成の手段の一つとして，流体シミュレーションにより物理現象を再現する研究が広く行われている．しかし，写実的な映像を生成するためには，高精度なシミュレーションが必要となり，計算コストが膨大なものになってしまう．そこで本研究では，流体シミュレーションから得られた 2 つの密度場を変形及び合成することで，それらの中間となる形状を補間する手法を提案する．, 日本語 - ゴールベースコースティクスのためのポアソンベースの連続面生成法
楽 詠?, 岩崎 慶, 陳 炳宇, 土橋 宜典, 西田 友是, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2014, 1, 1, 1, 2014年09月09日
ユーザー指定の集光模様を生成できる透明物体の形状計算法を提案する.提案法により生成された透明物体は滑らかで連続的な表面から構成される.この性質により,生成される集光模様は滑らかかつ自然であり,従来法に比べて詳細な表現が可能である.提案法は二つのプロセスから構成される.第一のプロセスでは,微分幾何学のアプローチを用いて,入射光とスクリーンに到達する光の間に,連続的な対応関係を求める.第二のプロセスでは,この対応関係を用いて,透明物体の表面形状を求める.対応関係と表面形状はそれぞれ,ポアソン方程式を解くことにより求める., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - ラプラシアン固有関数を用いた流体の流れ場のインタラクティブなデザイン手法
佐藤周平, 土橋宜典, 岩崎慶, 落合啓之, 山本強, 電子情報通信学会論文誌 D(Web), J97-D, 9, 1528-1536 (WEB ONLY), 2014年09月01日
日本語 - I-009 3次元流体シミュレーションの速度場のループ再生(I分野:グラフィクス・画像,一般論文)
谷 翼, 土橋 宜典, 佐藤 周平, 山本 強, 情報科学技術フォーラム講演論文集, 13, 3, 177, 178, 2014年08月19日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - 多光源レンダリング法のための効率的な可視関数の確率的評価
名畑豪祐, 岩崎慶, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2014, ROMBUNNO.13, 2014年06月29日
日本語 - 極座標補間による異なる流体流れ場の補間手法
佐藤 周平, 土橋 宜典, 山本 強, 西田 友是, 研究報告グラフィクスとCAD（CG）, 2014, 13, 1, 5, 2014年06月21日
近年，CG 技術の発達により写実的な流体映像が映画やゲームなどに多く用いられている．これら流体映像は，流体シミュレーションを用いて作成される場合が多いが，リアルな映像の作成には非常に高い計算コストがかかる．そのため，作成したアニメーションを再度調整したい場合，もう一度シミュレーションを実行しなければならず，微調整であっても多くの時間が必要となってしまう．そこで，本研究では，ある 2 つの流体の速度場が与えられたときにその間のデータを補間することで，再調整を低コストで行うための手法を提案する．提案法では，2 つの速度場に対して，その特徴が類似している箇所に制御点を配置し，対応する制御点同士の中間を極座標補間により算出する．そして，補間した制御点に従って速度場を変形することで，2 つの速度場の中間にあたる尤もらしい速度場を補間する．Recently, realistic fluid animations are often used in movies or video games. These fluid animations are usually generated by using fluid simulation, but computational costs are too expensive for creating realistic animations. Therefore, if the user would like to obtain results different from simulated results, the user must execute fluid simulation repeatedly and must take a long time. To address this problem, this paper proposes a method for interpolating between two different velocity fields of fluid. By using our system, the user can create various fluid animations from the two input velocity fields, without executing fluid simulation. In our method, control points are placed at the positions where features of these two velocity fields are similar, we interpolate between these control points by using polar interpolation. Then, by deforming the two velocity fields following the interpolated control points, plausible velocity fields are interpolated., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 流体シミュレーションによる炎の形状制御
水谷 圭佑, 佐藤 周平, 土橋 宜典, 山本 強, 研究報告グラフィクスとCAD（CG）, 2014, 8, 1, 3, 2014年06月21日
本論文では流体シミュレーションに基づく炎のアニメーションの運動制御手法を提案する．運動制御には，従来研究である流体シミュレーションに基づく煙の制御手法を用いる．しかし，炎のシミュレーションでは炎の高い温度による強い浮力が生じるため，煙に対する手法をそのまま炎に対して用いるだけでは目標形状に制御することが難しい．本研究ではこの問題を解決するため，ユーザにより指定された目標形状と炎の形状との差分から局所的に制御力を自動で調節する．これにより，炎を目標形状に制御することが可能となる．In this paper we present a method for controlling fire simulation based on computational fluid dynamics. Our method applies a previous method for controlling smoke simulation to fire simulation. However, controlling fire simulation is difficult when using the previous method, because in the fire simulation, strong buoyancy forces caused by high-temperature of fire are arisen. To address this problem, our method locally adjusts a parameter of control forces in the previous method using a difference between the user-specified target shape and the simulated fire shape. Our method can control the fire into an arbitrary shape specified by the user., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - Generating Flow Fields Variations using Laplacian Eigenfunctions
Syuhei Sato, Yoshinori Dobashi, Kei Iwasaki, Hiroyuki Ochiai, Tsuyoshi Yamamoto, Mathematical Progress in Expressive Image Synthesis Ⅰ, 93, 101, 2014年06月, ［査読有り］
英語, 講演資料等（セミナー，チュートリアル，講習，講義他） - D-11-13 空の環境マップ生成システム(D-11.画像工学,一般セッション)
岡田 悟郎, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2014, 2, 13, 13, 2014年03月04日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - CG系レンダリングプログラムの最先端 (特集 照明シミュレーションの可能性と課題)
土橋 宜典, 照明学会誌, 98, 3, 136, 139, 2014年03月
One of the ultimate goals of computer graphics is to create realistic virtual environments. Rendering realistic images of the virtual environments is a key element to achieve this goal. In order to synthesize realistic images, we need to accurately simulate interactions of light with virtual objects while taking into account interreflections of light or global illumination effects. Global illumination is the major research topic in computer graphics and has a long research history. In early days, global illumination was simulated under simplified assumptions such as diffuse surfaces only. However, recent advancement in computer performance makes us possible to handle much more general situations, such as specular/transparent surfaces or moving objects, and many methods have been proposed. These methods can be classified into two approaches; precomputation-based or precomputation-free approaches. In this article, we will review several methods for these two approaches and discuss the future of the researches on the realistic images synthesis., 一般社団法人照明学会, 日本語 - 環境照明下における特徴量に基づく輝度補間を用いたインタラクティブなシェーディングの編集システム
多田 宗広, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会論文誌. D, 情報・システム = The IEICE transactions on information and systems, 97, 3, 676, 686, 2014年03月
コンピュータグラフィックスにおいて,シェーディング技術は仮想物体の見え方を決定する重要な要素である.しかし,物理現象を正確にシミュレーションしたシェーディング計算はコストが高い.そこで,比較的低コストながら高品質な画像を生成する手法として,環境マッピングという技術が提案されている.しかし,必ずしも意図した結果が得られるとは限らない.そこで,これまで環境マップ自体に編集を施すことで目的の陰影効果を表現する手法が幾つか提案されている.しかし,これらの手法では局所的に陰影の編集を行うといった効果は実現できない.本論文では目的の位置に目的の輝度を直接指定することで,シェーディング結果を容易に編集することができるシステムを提案する.提案システムでは,ユーザが指定した輝度を補間することで輝度計算を行う.この補間には,ユーザが指定した点の特徴量を用いる.ユーザは補間に用いる特徴量を自由に選ぶことにより,シェーディング結果に対して直感的な編集を施すことができる.この際,特徴量として計算点の座標を用いることで,局所的な陰影の編集を可能とした., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 単一顔画像からの陰影を用いた形状推定 (ITS)
福本 和哉, 山本 強, 土橋 宜典, 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 113, 433, 253, 258, 2014年02月17日
電子情報通信学会, 日本語 - 雲量を考慮した空の環境マップ生成手法 (ITS)
岡田 悟郎, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報, 113, 433, 259, 264, 2014年02月17日
電子情報通信学会, 日本語 - BendyLightsを利用した影の直感的な編集システム
葛西 哲, 土橋 宜典, 山本 強, 研究報告グラフィクスとCAD（CG）, 2014, 9, 1, 6, 2014年02月13日
CG において影はシーンやキャラクターの印象に大きく影響を与える重要な役割を持っている．しかし，影をデザインするためには光源の位置，向き，大きさといった様々なパラメータを調整する必要がある．そのため，専門的な技術を持たない初心者が所望の影をデザインするには非常に煩雑な作業を必要とする．本稿はソフトシャドウを含む影をインタラクティブに編集出来るシステムを提案する．提案システムでは，陰影や影の位置の移動といった物理法則に従った編集から，影を曲げる・引き延ばすといった物理法則に従わない編集操作まで行うことが出来る．ユーザはマウス操作を用いた直感的な指定から，これらの効果を簡単に実現することが出来る．Shadows are important visual clues for computer graphics. In order to obtain user-desired results, the user is required to adjust many parameters of light such as intensity, direction, and size. Then, the shadow-design process is often difficult and tedious for novice users. In this research, we propose an interactive editing system for shadows. Our system can create both physically-correct and incorrect results. In our system, the user can design shadows by intuitive operations., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 単一顔画像からの陰影を用いた形状推定 (メディア工学 映像表現&コンピュータグラフィックス ヒューマンインフォメーション)
福本 和哉, 山本 強, 土橋 宜典, 映像情報メディア学会技術報告 = ITE technical report, 38, 7, 253, 258, 2014年02月
映像情報メディア学会, 日本語 - 雲量を考慮した空の環境マップ生成手法 (メディア工学 映像表現&コンピュータグラフィックス ヒューマンインフォメーション)
岡田 悟郎, 土橋 宜典, 山本 強, 映像情報メディア学会技術報告 = ITE technical report, 38, 7, 259, 264, 2014年02月
映像情報メディア学会, 日本語 - 画像・数値ペアフィルタシーケンスの事例ベース自動生成
土居 意弘, 土橋 宜典, 田森 秀明, 山本 強, 画像電子学会誌, 43, 3, 309, 317, 2014年
画像処理の応用では，複数の画像フィルタを組み合わせて特徴的な部分を抽出することが行われるが，問題に応じた設計を必要とする手間のかかる作業であるため，遺伝的プログラミングを用いて自動構築する提案がこれまでになされている．しかし，性能の安定性と画像処理に用いる数値パラメータを同時に生成する方法が課題となっている．本論文では，画像と数値のペアを処理するフィルタで表現されたプログラムを，学習サンプル群に対する処理性能の平均値及び最低値の２つの指標による多目的遺伝的プログラミングで，自動生成する手法を提案する．提案手法を，花の写真の背景除去課題に適用し，画像条件の変化に対して従来より安定した性能を得られること確認した．, The Institute of Image Electronics Engineers of Japan, 日本語 - ガス状物体のボリュームレンダリングのための特徴量に基づく伝達関数設計手法
渋川 雄平, 土橋 宜典, 山本 強, 映像情報メディア学会誌, 68, 2, J66, J71, 2014年
This paper focuses on the rendering of fluids represented by volumetric datasets. Generally, volume data can be visualized by a volume rendering technique. The result depends on the transfer function that converts volume data into colored volume. However, it is often difficult to create the desired images by manually adjusting the transfer function. We propose an intuitive system that allows the user to directly design the appearance of the volume by specifying the colors of the volume with a set of control points. The system solves an inverse problem to determine the transfer function such that the colors of the rendered image become the same as those of the control points. In our method, the transfer function is a multi-dimensional function of features computed from the input volume dataset. Our method represents the transfer function as a linear combination of radial basis functions to solve the inverse problem., The Institute of Image Information and Television Engineers, 日本語 - 流体シミュレーションに基づく炎の形状制御
水谷圭佑, 佐藤周平, 土橋宜典, 山本強, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD-ROM), 2013, ROMBUNNO.149, 2013年10月19日
日本語 - サーフェイスフローを用いた3次元物体の質感編集
江頭 一馬, 土橋 宜典, 山本 強, 研究報告グラフィクスとCAD（CG）, 2013, 2, 1, 5, 2013年09月02日
与えられた 2 次元画像と一致するよう 3 次元物体の材質パラメータと光源情報を推定する手法を検討した．本手法では，３ 次元物体から生成したデプス画像と法線画像を用いてサーフェイスフローと呼ばれる手法により画像処理的に編集を施して質感を編集する．しかし，この手法では，視点を変更することができないという問題がある．そこで，サーフェイスフローにより生成した編集後の画像と一致するよう最適な材質パラメータと光源情報を計算する．これにより，視点を変更しても違和感のない画像を生成することを目的とする．光源情報を推定する手法，ヒストグラムマッチングを用いる手法，Phong のモデルを仮定して材質パラメータを推定する手法，より一般的な反射分布関数 （BRDF) を推定する手法の ４ つの手法について検討したので報告する．We discuss methods for computing material and lighting information from a user-specified target image. The target image is created by using a technique called surface flow that uses a depth and a normal image computed from a 3D object. The surface flow allows us to interactively design appearances of objects. However, since the surface flow is an image-based method, the viewpoint must be fixed. We address this problem by estimating material and lighting parameters from the target image so that we can change the viewpoint by rendering the object using the estimated parameters. We develop and discuss four different methods based on inverse lighting design, histogram matching, Phong shading model, and inverse BRDF modeling., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 実写画像に類似した流体アニメーションの生成
古川 歩, 土橋 宜典, 山本 強, 研究報告グラフィクスとCAD（CG）, 2013, 5, 1, 5, 2013年09月02日
CG による自然現象の表現は重要な研究分野である．中でも，水や煙，炎といった流体現象のシミュレーションに関する研究に注目が集まっている．流体現象を表現する方法として，流体解析の方程式に基づいたシミュレーションが挙げられる．しかし，所望の結果を得るためには，多くのシミュレーションパラメータを試行錯誤的に調整しなければならなく煩雑な作業が必要となるためユーザの負担が大きくなる．また，より写実的な結果を得るためには精度の高いシミュレーションを行わなければならず，計算コストが大きいという問題がある．そこで，本研究ではシミュレーションによって得られた温度分布に Texture Synthesis を適用することで実写画像と類似したアニメーションを効率的に生成する手法を提案する．Visualization of natural phenomena has become one of the most important research topics in computer graphics. In particular, visual simulation of fluid phenomena, such as water, smoke and fire, has attracted many researchers' attentions. One of the common approaches to the simulation of fluid phenomena is to numerically solve equations governing the fluid motion. However, in order to obtain desired visual effects, users have to adjust many simulation parameters by a time-consuming trial and error process. Furthermore, accurate and expensive numerical simulation is required to obtain realistic results. We propose a system that efficiently creates realistic animations by applying Texture Synthesis techniques to temperature distribution obtained by fluid simulation., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 液体解析に基づく積雲のシミュレーションのコントロール
楠元 克敏, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会論文誌. D, 情報・システム = The IEICE transactions on information and systems (Japanese edition), 96, 8, 1944, 1951, 2013年08月01日
CGを用いて生成される映像の中でも,雲の表示は重要な要素の一つである.本論文では,綿のような形状として現れる積雲に着目し,積雲が所望の形状となるよう流体シミュレーションをコントロールする手法を提案する.積雲をシミュレーションする際,その形状や大きさはシミュレーションに使用する様々なパラメータに依存する.ユーザが意図した雲が生成されるようこれらのパラメータを手動で調節することは極めて難しい.そこで本研究では,ユーザが指定した分布の雲が自動生成されるよう流体シミュレーションをコントロールする.提案手法により,パラメータの調整に試行錯誤することなく,キーフレームで指定した所望の形状・分布に変化する積雲のアニメーション生成が可能である., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 環境照明下の布の高速レンダリングと外観編集
水谷一貴, 岩崎慶, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2013, ROMBUNNO.9, 2013年06月22日
日本語 - 雨氷のビジュアルシミュレーション
石川知一, YUE Yonghao, 渡辺大地, 岩崎慶, 土橋宜典, 柿本正憲, 近藤邦雄, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2013, ROMBUNNO.6, 2013年06月22日
日本語 - 流体の流れ場のインタラクティブなデザイン
佐藤周平, 土橋宜典, 岩崎慶, 山本強, 落合啓之, 落合啓之, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2013, ROMBUNNO.5, 2013年06月22日
日本語 - ベクトル量子化を施した3次元テクスチャの合成
谷 翼, 土橋 宜典, 佐藤 周平, 山本 強, 研究報告グラフィクスとCAD（CG）, 2013, 5, 1, 5, 2013年06月17日
コンピュータグラフィックス (CG) の進歩により，映画やゲーム，アニメなど様々な場面において，CG が多く用いられるようになっている．これら CG における映像生成の手段の一つとして，流体シミュレーションにより物理現象を再現する研究が広く行われている．しかし，写実的な映像を生成するためには，高精度なシミュレーションが必要となり，計算コストが膨大なものになってしまう．そこで本研究では，流体シミュレーションにより得られた結果 （3 次元テクスチャ） を合成することで，有限時間の映像を任意時間再生可能とする手法を提案する．3 次元テクスチャを複数の小領域に分割し，一部の領域のみ終端データから始端への遷移を行うことで，違和感のない映像を生成する．しかし，流体のシミュレーションデータは容量が大きいため，多くのデータを扱う場合，使用するメモリ量が膨大になってしまう．そのため，データ圧縮手法の一つであるベクトル量子化を用い，シミュレーションデータを圧縮したうえでメモリへ格納する．, 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - A Simplified Plane-parallel Scattering Model for Rendering Densely Distributed Objects such as Foliage
Mikio Shinya, Yoshinori Dobashi, Kei Iwasaki, Michio Shiraishi, Tomoyuki Nishita, 情報処理学会論文誌, 54, 4, 2013年04月15日
Fast computation of multiple reflections and scattering among complex objects is very important in photorealistic rendering. This paper applies the plane-parallel scattering theory to the rendering of densely distributed objects such as trees. We propose a simplified plane-parallel scattering model that has very simple analytic solutions, allowing efficient evaluation of multiple scattering. A geometric compensation method is also introduced to cope with the infinite plane condition, required by the plane-parallel model. The scattering model was successfully applied to tree rendering. Comparison with a Monte Carlo method was made and reasonable agreement was confirmed. A rendering system based on the model was implemented and multiple inter-reflections were effectively obtained. The view-independent feature of the model allows fast display of scenes. The pre-computation is also modest, permitting interactive control of lighting conditions.------------------------------This is a preprint of an article intended for publication Journal ofInformation Processing(JIP). This preprint should not be cited. Thisarticle should be cited as: Journal of Information Processing Vol.21(2013) No.2 (online)DOI http://dx.doi.org/10.2197/ipsjjip.21.349------------------------------Fast computation of multiple reflections and scattering among complex objects is very important in photorealistic rendering. This paper applies the plane-parallel scattering theory to the rendering of densely distributed objects such as trees. We propose a simplified plane-parallel scattering model that has very simple analytic solutions, allowing efficient evaluation of multiple scattering. A geometric compensation method is also introduced to cope with the infinite plane condition, required by the plane-parallel model. The scattering model was successfully applied to tree rendering. Comparison with a Monte Carlo method was made and reasonable agreement was confirmed. A rendering system based on the model was implemented and multiple inter-reflections were effectively obtained. The view-independent feature of the model allows fast display of scenes. The pre-computation is also modest, permitting interactive control of lighting conditions.------------------------------This is a preprint of an article intended for publication Journal ofInformation Processing(JIP). This preprint should not be cited. Thisarticle should be cited as: Journal of Information Processing Vol.21(2013) No.2 (online)DOI http://dx.doi.org/10.2197/ipsjjip.21.349------------------------------, 英語 - 光路空間の局在性の緩和に基づくレプリカ交換法を用いた大域照明計算法(CGの基礎から応用,映像表現・芸術科学フォーラム2013)
大津 久平, 楽 詠〓, 侯 啓明, 岩崎 慶, 陳 炳宇, 土橋 宜典, 西田 友是, 映像情報メディア学会技術報告, 37, 17, 1, 4, 2013年03月08日
マルコフ連鎖モンテカルロ法ベースの大域照明計算手法では,既に生成された光路を局所的に変異させ,エネルギーの高い光路を高確率でサンプリングすることにより,計算効率の改善を図る.しかし,従来法における光路の変異手法は,光路のエネルギー分布の局在性が高い場合(たとえば鋭いピークがある場合),局在性の高い領域から抜け出しにくくなり,ロバストに計算できない問題がある.そこで,本研究ではこの問題を解決するため,レプリカ交換法に基づいた新たな大域照明計算手法を提案する.提案法では,光路空間の局在性を段階的に緩和したいくつかの補助的な光路空間を導入し,これらの空間に対してレプリカ交換法を適用する.我々の手法を用いることにより,エネルギーが局在している領域に存在する光路であっても,緩和された光路空間を介して変異することができ,光路空間全体の効率的なサンプリングが可能となる., 一般社団法人映像情報メディア学会, 日本語 - D-12-32 骨格情報を用いた画像モーフィングベースのリアルタイムアニメーション(D-12.パターン認識・メディア理解B(コンピュータビジョンとコンピュータグラフィックス))
納谷 航, 福本 和哉, 山本 強, 土橋 宜典, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2013, 2, 125, 125, 2013年03月05日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - D-12-70 コイルアレイ構造を用いた触覚ディスプレイによる触覚提示方法(D-12.パターン認識・メディア理解B(コンピュータビジョンとコンピュータグラフィックス))
佐藤 靖之, 山本 強, 土橋 宜典, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2013, 2, 163, 163, 2013年03月05日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 基本速度場による流体アニメーションの高解像度化
佐藤 周平, 森田 拓也, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会論文誌. D, 情報・システム = The IEICE transactions on information and systems (Japanese edition), 96, 2, 338, 345, 2013年02月01日
近年,流体解析を用いて写実的な水や炎などを表現する研究が数多く行われており,それらの方法を利用して生成された映像が映画やゲームなどに数多く用いられている.しかし,流体シミュレーションは計算コストが高く,映像制作現場で必要とされる非常に高解像度の流体映像を得るまでには多大な時間がかかってしまう.そこで本研究では,前計算により作成したデータベースを用いて,低解像度の流体シミュレーションを高解像度化することで,効率的に高解像度の流体アニメーションの作成を可能とする手法を提案する.提案法では,前処理において流体解析により得られた速度場をデータベースとして保存しておき,ユーザ所望の流れの場をデータベース内の速度場の線形和として表現することで,高解像度の流体アニメーションを効率的に生成する., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - レプリカ交換法を用いた新たな大域照明計算法の一検討
楽詠こう, 大津久平, 候啓明, 岩崎慶, 陳炳宇, 土橋宜典, 西田友是, 画像電子学会誌(CD-ROM), 42, 1, 120, 121, 2013年01月30日
日本語 - 階層構造を用いた球面距離関数の高速計算法
吉川宇穂, 土橋宜典, 山本強, 映像情報メディア学会冬季大会講演予稿集(CD−ROM), 2012, ROMBUNNO.2-1, 2012年11月27日
日本語 - ラプラシアン固有関数を用いた速度場の補間による流体アニメーションの生成
佐藤 周平, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2012, 8, 1, 5, 2012年11月26日
近年, CG 技術の発達により写実的な流体映像が映画やゲームなどに多く用いられている.これら流体映像は,流体シミュレーションを用いて作成される場合が多いが,既存のシミュレーションにおけるパラメータの調整のみでは,実現が難しいアニメーションが要求される場合もある.そこで,本研究では,シミュレーション空間を任意に伸縮させる手法を提案する.提案法では,任意に伸縮させたシミュレーション空間における速度場をラプラシアン固有関数により近似することで,流体の法則を保った流体アニメーションの伸縮を可能とする., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 任意形状の爆発アニメーション生成システム
森田 拓也, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2012, 9, 1, 6, 2012年11月26日
近年,流体シミュレーションを利用した映像生成が盛んに行われている.本稿ではとくに爆発現象の映像生成に着目する.流体シミュレーションを利用した爆発現象の映像生成を行う手法はいくつか開発されているが,いずれにおいても多くのシミュレーションパラメータを設定する必要があり,所望する形状を持つ爆発の生成は困難である.そこで本研究では,所望の爆発アニメーションを容易に生成することができる制御システムを提案する.提案手法では,爆発規模最適化ステップと爆発形状編集ステップの 2 段階による制御を行う.提案システムを適用することで,ユーザが所望する形状に従って制御された爆発アニメーションを生成することができる., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 骨格情報を用いたリアルタイムイメージベースドアニメーションの提案
福本和哉, 納谷航, 山本強, 土橋宜典, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD−ROM), 2012, ROMBUNNO.121, 2012年10月20日
日本語 - A Voxel-based Approach for Efficient Computation of Hair Shadows
XING Xiaoxiong, DOBASHI Yoshinori, YAMAMOTO Tsuyoshi, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD−ROM), 2012, ROMBUNNO.129, 2012年10月20日
英語 - A STUDY OF PRE-SEGMENTATION BASED 3D RECONSTRUCTION
ZHANG Yongsheng, YAMAMOTO Tsuyoshi, DOBASHI Yoshinori, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD−ROM), 2012, ROMBUNNO.159, 2012年10月20日
英語 - マルチビームSSB合成方式パラメトリックスピーカの変調システム改善
山上晃平, 山本強, 土橋宜典, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD−ROM), 2012, ROMBUNNO.105, 2012年10月20日
日本語 - コイルアレイを用いた触覚ディスプレイによる力覚呈示方法の検討
佐藤靖之, 山本強, 土橋宜典, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD−ROM), 2012, ROMBUNNO.160, 2012年10月20日
日本語 - 画像からの炎のシミュレーションパラメータ推定に関する一検討
古川歩, 土橋宜典, 山本強, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD−ROM), 2012, ROMBUNNO.128, 2012年10月20日
日本語 - プロミネンスのための荷電粒子の動きのビジュアルシミュレーション
江頭一馬, 土橋宜典, 山本強, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD−ROM), 2012, ROMBUNNO.120, 2012年10月20日
日本語 - コンピューターグラフィックスの歴史と未来
土橋 宜典, 情報処理学会研究報告. [オーディオビジュアル複合情報処理], 2012, 10, 1, 1, 2012年09月13日
世界最初のコンピューターグラフィックス (CG) システムが開発されてから約 50 年を経たこんにち, CG を用いた映像表現は日常的に目にするようになった.本報告では, CG 研究の発展の経緯をたどりながら,基礎的研究から先端的研究までを概説する. CG 研究の歴史は大別して,創成期,成長期,成熟期に分類できる.創成期では,陰面消去や簡単な輝度計算法,影の表示,テクスチャマッピングなど,こんにちまで継続して活用されている基礎的な技術が多数開発された.基本的な表示手法はこの時期に確立されている.その後,成長期には,レイトレーシング法に代表される,よりリアリティの高い映像作成を可能にする技術が開発されている.また,リアリティを追求するだけでなく,イラスト風の映像作成など,新しい表現の追求も行われており,多種多様な技術が開発され, CG の可能性が飛躍的に広げらている.こんにちの CG 研究は,成熟期にあるといえる.創成期と成長期に開発された手法をベースとして,新しい応用研究が盛んに行われている.最近では,計算機性能の向上が著しく向上したため,より複雑かつ大規模な表示物体を扱った手法の開発が多く見られる. GPU と呼ばれる並列演算チップの登場もその傾向に拍車をかけている.以上のような研究背景を傭撤しながら,今後, CG 研究はどのように発展していくのかを考察する., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - Real-time Hair Rendering using Irradiance Maps
XING Xiaoxiong, DOBASHI Yoshinori, YAMAMOTO Tsuyoshi, 情報処理学会研究報告(CD−ROM), 2012, 2, ROMBUNNO.CG-147,NO.2, 2012年08月15日
英語 - 流体解析に基づく積雲のキーフレームコントロール
楠元克敏, 土橋宜典, 山本強, 情報処理学会研究報告(CD−ROM), 2012, 2, ROMBUNNO.CG-147,NO.6, 2012年08月15日
日本語 - マルチビームSSB合成方式による超指向性パラメトリックスピーカに関する研究
山上 晃平, 山本 強, 土橋 宜典, 聴覚研究会資料, 42, 5, 459, 464, 2012年07月19日
日本音響学会聴覚研究委員会, 日本語 - 球近似と符号付き球面距離関数による動的シーンのリアルタイムレンダリング
古家亙, 岩崎慶, 土橋宜典, 西田友是, 情報処理学会論文誌ジャーナル(CD-ROM), 53, 7, 1905, 1914, 2012年07月15日
日本語 - 球近似と符号付き球面距離関数による動的シーンのリアルタイムレンダリング
古家 亙, 岩崎 慶, 土橋 宜典, 西田友是, 情報処理学会論文誌, 53, 7, 1905, 1914, 2012年07月15日
本研究では，環境照明下における動的なシーンをリアルタイムにレンダリングする手法を提案する．環境照明下の物体表面の輝度を計算するためには，環境照明，物体表面上の計算点における可視関数，およびBRDFの積を積分計算する必要がある．本研究では，環境照明およびBRDFを球面ガウス関数で表現し，可視関数を符号付き球面距離関数（Spherical Signed Distance Function: SSDF）で表現する．これにより，高速な輝度計算が可能となるが，SSDFの計算は計算コストが高いため，従来手法では前計算時に処理しており動的なシーンへの適用ができなかった．本研究では，物体を球の集合で近似することにより，高速にSSDFを計算する手法を提案する．これにより，視点，照明，BRDFおよび物体の移動や回転，変形を含む動的なシーンをリアルタイムにレンダリングすることができる．We propose a real-time rendering method for dynamic scenes under all-frequency environmental lighting. To render the object surfaces illuminated by environmental lighting, the product of the environmental lighting, the visibility function at each shading point on the object surfaces, and the BRDF is integrated. Our method represents the environmental lighting and the BRDFs with spherical Gaussians and represents the visibility functions with spherical signed distance functions (SSDFs). Although these representations enable us to render scenes under all-frequency lighting in real-time, the previous method is limited to static scenes since the computational costs of SSDFs are quite high. To address this problem, we propose an efficient calculation method of SSDFs by approximating the object geometries with a set of spheres. This makes it possible to render fully dynamic scenes where the viewpoints, lighting, and BRDFs can be changed at run-time and objects can move, rotate and be deformed in real-time., 情報処理学会, 日本語 - マルチビームSSB合成方式による超指向性パラメトリックスピーカに関する研究
山上晃平, 山本強, 土橋宜典, 電子情報通信学会技術研究報告, 112, 125(EA2012 45-53), 41-46, 46, 2012年07月12日
特定方向に音響信号を送付する方式として超音波パラメトリックスピーカ方式が知られている.本研究では少数の超音波振動子により指向性を得る原理としてマルチビームSSB合成方式を提案する.提案方式ではCS-SSB信号とキャリア信号を異なるビーム特性の超音波として放射しその積空間で可聴域の音響信号を発生する.本方式では従来法よりも少ない超音波振動子数で狭ビームが合成可能である.提案方式が有効であることをシミュレーション,実測実験から検証した., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 所望の集光模様を生成するための連続面からなる透明物体の形状設計法
YUE Yonghao, 岩崎慶, CHEN Bing‐Yu, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2012, ROMBUNNO.33, 2012年06月23日
日本語 - スパイクの動的変形を考慮した磁性流体のビジュアルシミュレーション
石川知一, YUE Yonghao, 岩崎慶, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2012, ROMBUNNO.23, 2012年06月23日
日本語 - 球面ガウス関数を用いた微細なスケールのBRDF編集
岩崎慶, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2012, ROMBUNNO.13, 2012年06月23日
日本語 - 気泡を考慮した氷結シミュレーション
西野孝則, 岩崎慶, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD−ROM), 2012, ROMBUNNO.7, 2012年06月23日
日本語 - 流体解析に基づく積雲のキーフレームコントロール
楠元 克敏, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2012, 6, 1, 6, 2012年06月15日
CG を用いて生成される映像の中でも,雲の表示は重要な要素の一つである. 本稿では,綿のような形状として現れる積雲に着目し,積雲が所望の形状となるよう流体シミュレーションをコントロールする手法を提案する.積雲をシミュレーションする際,その形状や大きさはシミュレーションに使用する様々なパラメータに依存する. ユーザが意図した雲が生成されるようこれらのパラメータを手動で調節することは極めて難しい. そこで本研究では,ユーザが指定した分布の雲が自動生成されるよう流体シミュレーションをコントロールする. 提案手法により, パラメータの調整に試行錯誤することなく,キーフレームで指定した所望の形状・分布に変化する積雲のアニメーション生成が可能である., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - コンピューターグラフィックスの基礎と応用
土橋 宜典, 電子情報通信学会技術研究報告. SIS, スマートインフォメディアシステム, 112, 78, 57, 57, 2012年06月07日
世界最初のコンピューターグラフィックス(CG)システムが開発されてから約50年を経たこんにち,CGを用いた映像表現は日常的に目にするようになった.本報告では,CG研究の発展の経緯をたどりながら,基礎的研究から先端的研究までを概説する.CG研究の歴史は大別して,創成期,成長期,成熟期に分類できる.創成期では,陰面消去や簡単な輝度計算法,影の表示,テクスチャマッピングなど,こんにちまで継続して活用されている基礎的な技術が多数開発された.基本的な表示手法はこの時期に確立されている.その後,成長期には,レイトレーシング法に代表される,よりリアリティの高い映像作成を可能にする技術が開発されている.また,リアリティを追求するだけでなく,イラスト風の映像作成など,新しい表現の追求も行われており,多種多様な技術が開発され,CGの可能性が飛躍的に広げらている.こんにちのCG研究は,成熟期にあるといえる.創成期と成長期に開発された手法をベースとして,新しい応用研究が盛んに行われている.最近では,計算機性能の向上が著しく向上したため,より複雑かつ大規模な表示物体を扱った手法の開発が多く見られる.GPUと呼ばれる並列演算チップの登場もその傾向に拍車をかけている.以上のような研究背景を情敵しながら,今後,CG研究はどのように発展していくのかを考察する., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 基本速度場を用いた高解像度な流体映像の生成
森田拓也, 佐藤周平, 土橋宜典, 山本強, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2012, ROMBUNNO.5, 2012年06月, ［査読有り］
日本語 - コンピュータグラフィクスの新展開：自然現象のビジュアルシミュレーション
土橋 宜典, 情報処理, 53, 6, 562, 567, 2012年05月15日
コンピュータグラフィクス（CG）において，水，炎，雲などの自然現象を表現するための手法は数多く提案されている．それらの手法は，手続き的アプローチと物理ベースアプローチに大別できる．手続き的アプローチは少ない計算量でそれらしい映像を生成できる反面，リアリティの面で問題が残る．一方，物理ベースアプローチは計算コストは高いが，リアルな映像を作成できる．本項では，まずこれらのアプローチについて，その考え方と利点・欠点について概説する．そして，物理ベースアプローチに関して，特に注目が集まっている数値流体解析を利用したアプローチについて，基本的な考え方と最近の研究事例について解説する．, 情報処理学会, 日本語 - D-12-43 投影型ARシステムのための赤外マーカを用いた三次元姿勢推定手法(D-12.パターン認識・メディア理解B(コンピュータビジョンとコンピュータグラフィックス),一般セッション)
福本 和哉, 岡田 悟郎, 山本 強, 土橋 宣典, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2012, 2, 137, 137, 2012年03月06日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - A-10-1 超音波振動子アレイを用いた音響のマルチビーム合成(A-10.応用音響,一般セッション)
山上 晃平, 山本 強, 土橋 宜典, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2012, 0, 186, 186, 2012年03月06日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - D-12-41 振動子アレイを用いた仮想物体の移動感覚の提示法(D-12.パターン認識・メディア理解B(コンピュータビジョンとコンピュータグラフィックス),一般セッション)
佐藤 靖之, 山本 強, 土橋 宜典, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2012, 2, 135, 135, 2012年03月06日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - D-12-42 投影型ARの実現 : 移動物体への情報投影システム(D-12.パターン認識・メディア理解B(コンピュータビジョンとコンピュータグラフィックス),一般セッション)
岡田 悟郎, 福本 和哉, 山本 強, 土橋 宜典, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2012, 2, 136, 136, 2012年03月06日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 2-1 階層構造を用いた球面距離関数の高速計算法(第2部門 CGモデリング&レンダリング)
吉川 宇穂, 土橋 宜典, 山本 強, 映像情報メディア学会冬季大会講演予稿集, 2012, 0, 2, 1-1, 2012年
We propose an efficient method for calculating spherical signed distance function that has been used for the realistic rendering of virtual objects illuminated by environmental ligting. We accelerate the computation by hierarchically grouping vertices of the objects. Our method achieves 1.8 faster computation., 一般社団法人映像情報メディア学会, 日本語 - 大気の効果を考慮した雲のレンダリングパラメータの推定手法
岩崎 航, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. CVIM, [コンピュータビジョンとイメージメディア], 2011, 23, 1, 6, 2011年11月10日
コンピュータグラフィックスを用いて屋外景観画像を作成する際,雲はその重要な構成要素となる.雲を表現する手法は数多く存在するが,よりリアルな画像が必要となる場合はボリュームデータが用いられる.しかし,レンダリング結果は多くのレンダリングパラメータに依存し,写実的な画像を得るためのパラメータを設定することは容易ではない.そこで,本稿では,一枚の実写画像から雲のボリュームレンダリングにおけるレンダリングパラメータを推定する手法を提案する.提案法により,ユーザは雲のボリュームデータと所望の実写画像を入力するだけで,入力した実写画像のような写実的なレンダリング結果を生成することが可能である., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 基本速度場の合成による炎のアニメーション
佐藤 周平, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. CVIM, [コンピュータビジョンとイメージメディア], 2011, 24, 1, 6, 2011年11月10日
近年,流体解析を用いて写実的な水や炎などを表現する研究が数多く行われている.しかし,流体シミュレーションは計算コストが高く,所望の映像を得るまでに多大な時間がかかってしまう.そこで本研究では,データベースを利用して任意の炎のアニメーションを生成する手法を提案する.本稿では,流体解析により得られた速度場をデータベースとして保存しておき,所望の流れの場をデータベース内の速度場の線形和として表現することで,ユーザ任意のアニメーションを生成する., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 大気の効果を考慮した雲のレンダリングパラメータの推定手法
岩崎 航, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2011, 23, 1, 6, 2011年11月10日
コンピュータグラフィックスを用いて屋外景観画像を作成する際,雲はその重要な構成要素となる.雲を表現する手法は数多く存在するが,よりリアルな画像が必要となる場合はボリュームデータが用いられる.しかし,レンダリング結果は多くのレンダリングパラメータに依存し,写実的な画像を得るためのパラメータを設定することは容易ではない.そこで,本稿では,一枚の実写画像から雲のボリュームレンダリングにおけるレンダリングパラメータを推定する手法を提案する.提案法により,ユーザは雲のボリュームデータと所望の実写画像を入力するだけで,入力した実写画像のような写実的なレンダリング結果を生成することが可能である., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 基本速度場の合成による炎のアニメーション
佐藤 周平, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2011, 24, 1, 6, 2011年11月10日
近年,流体解析を用いて写実的な水や炎などを表現する研究が数多く行われている.しかし,流体シミュレーションは計算コストが高く,所望の映像を得るまでに多大な時間がかかってしまう.そこで本研究では,データベースを利用して任意の炎のアニメーションを生成する手法を提案する.本稿では,流体解析により得られた速度場をデータベースとして保存しておき,所望の流れの場をデータベース内の速度場の線形和として表現することで,ユーザ任意のアニメーションを生成する., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - データの合成による炎アニメーション生成
佐藤周平, 土橋宜典, 山本強, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD-ROM), 2011, ROMBUNNO.18, 2011年10月22日
日本語 - 流体シミュレーションを用いた炎のセル画調レンダリング
渋川雄平, 佐藤周平, 土橋宜典, 山本強, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD-ROM), 2011, ROMBUNNO.12, 2011年10月22日
日本語 - スライスの合成に基づく雲の高解像度シミュレーション
森田拓也, 佐藤周平, 土橋宜典, 山本強, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD-ROM), 2011, ROMBUNNO.14, 2011年10月22日
日本語 - 最適な初期強度分布の推定および予測制御による爆発シミュレーションの制御
佐藤 周平, 土橋 宜典, 山本 強, 安生 健一, 映像情報メディア学会誌 : 映像情報メディア = The journal of the Institute of Image Information and Television Engineers, 65, 10, 1446, 1451, 2011年10月
Recently, many methods for simulating natural phenomena on the basis of fluid simulation have been proposed. A method for simulating explosions was also proposed, but the shapes of the simulated explosions depend on many simulation parameters. Therefore, creating the desired shape for an explosion as specified by the user is difficult. In this paper, we propose a method for controlling explosion simulations in order to form the desired shapes. Our method optimizes the initial intensity distribution of an explosion and controls the simulation to minimize the difference between the target shape and the shape of the simulated explosion. We use a predictive approach to control the explosion simulation accurately. Using the proposed method, animations of explosions controlled into specified shapes can be generated., 映像情報メディア学会, 日本語 - スパイク現象を表現するための磁性流体のビジュアルシミュレーション
石川 知一, Yonghao Yue, 岩崎 慶, 土橋 宜典, 西田 友是, 研究報告グラフィクスとCAD（CG）, 2011, 7, 1, 8, 2011年08月28日
本稿では，磁性流体に注目する．磁性流体は，流体と磁性体の両方の振る舞いをし，この特性により，磁場に沿った 「スパイク状」 の形を生成する．磁性流体は，芸術作品として多用される．我々の目標は，磁性流体の芸術作品をシミュレーションすることです．しかしながら，磁性流体のスパイク形状は，完全に物理ベースの方法ではシミュレーションすることが困難であることが知られている．そこで，我々は SPH（smoothed particle hydrodynamics） 法と手続き型のアプローチを組み合わせた，視覚的にもっともらしい手法を提案する．結果として，磁力が印加されるときに磁性流体にスパイク形状が生成される様子をシミュレーションできることを示す．In this paper, we focus on magnetic fluids. Magnetic fluids behave as both fluids and as magnetic bodies, and these characteristics allow them to generate 'spike-like' shapes along a magnetic field. Magnetic fluids are popular materials for use in works of art. Our goal is to simulate such works of art. It is known, however, that the spikes are difficult to simulate using fully physical-based methods. Therefore, we propose a visually plausible method that combines a procedural approach together with the SPH (smoothed particle hydrodynamics) method. We demonstrate that the spike shapes can be simulated when a magnetic force is applied., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 所望の集光模様を生成する透明物体の一設計法
YUE Yonghao, 岩崎慶, CHEN Bing‐Yu, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2011, RENDARINGU,YONGHAO YUE, 2011年06月24日
日本語 - 雲のエンドレスアニメーションのリアルタイムレンダリング
西野孝則, 岩崎慶, 土橋宜典, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2011, ANIMESHON,NISHINOTAKANORI, 2011年06月24日
日本語 - 球近似と符号付き球面距離関数による動的シーンのリアルタイムレンダリング
古家亙, 岩崎慶, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2011, RENDARINGU,FURUYAWATARU, 2011年06月24日
日本語 - リアルタイムスキンシェーダとしての曲率に依存する反射関数の提案と実装
久保 尋之, 土橋 宜典, 津田 順平, 森島 繁生, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2011, 2, 1, 6, 2011年06月20日
人間の肌のような半透明物体のリアルな質感を再現するためには、表面下散乱を考慮して描画することが必要不可欠である。そこで本研究では半透明物体の高速描画を目的とし、曲率に依存する反射関数 (CDRF) を提案する。実際の映像作品ではキャラクタの肌はそれぞれに特徴的で誇張した表現手法がとられるため、本研究では材質の散乱特性の調整だけでなく、曲率自体を強調する手法を導入することで、表面下散乱の影響が誇張された印象的な肌を表現可能なスキンシェーダを実現する。, 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 録音波形を利用した効果音のバリエーション生成
畠澤 光, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2011, 3, 1, 6, 2011年06月20日
近年,コンピュータグラフィックスを利用した映像生成が盛んであり,映像に対応した音を付加することで,臨場感を向上することができる.しかし,映像に対応した音を毎回探し出して録音するのは非常に手間がかかる.本論文では,録音波形を解析することで,単一の音データからバリエーションに富んだ多くの効果音を生成する手法を提案する.この手法は,あらかじめ録音された複数の音データを用いる場合と比較して,メモリの消費が少なくて済む., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - データベースを用いた水のアニメーション編集
千葉 雄太, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2011, 6, 1, 6, 2011年06月20日
近年,コンピュータグラフィックスの分野において,数値流体解析を利用して流体の挙動を計算することで,リアルな流体のアニメーションを作成することを目的とした研究が盛んに行われている.それにともない,流体の所望の動きを実現することを目的とした研究も数多く行われている.しかし,流体シミュレーションは多くのパラメータに依存しているため,それらの値を調整して所望の流体表現を得ることは容易ではない.本論文では,流体シミュレーションの一つである水のシミュレーションに着目し,多数のシミュレーション結果を組み合わせて,所望の流体の映像表現を実現する手法を提案する., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 布のシミュレーションデータを用いたカーテン編集システム
福士 竜一, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2011, 7, 1, 6, 2011年06月20日
コンピュータグラフィックス (CG) はインテリアデザインなど様々な分野に応用されている.本研究では,インテリア要素の一つとしてのカーテンに着目し,その編集システムを提案する.カーテンの形状は,布の物理シミュレーション手法を利用して生成する.しかし,布のシミュレーションには多くのパラメータが存在するため,ユーザの所望するカーテン形状を生成することは容易ではない.また,シミュレーションの計算コストも高く,インタラクティブな編集は難しい.そこで,本研究では,前もって,様々なパラメータでのシミュレーションを行うことにより,複数のカーテン形状を生成しておく.そして,これらのデータを組み合わせることでユーザの所望のカーテンを生成するシステムを提案する., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - データベースを用いた炎のアニメーションの生成手法
佐藤周平, 土橋宜典, 山本強, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2011, ANIMESHON,SATOSHUHEI, 2011年06月, ［査読有り］
日本語 - 多重散乱光を考慮した動的な雲のリアルタイムレンダリング
西野孝則, 岩崎慶, 土橋宜典, 全国大会講演論文集, 2011, 1, 87, 89, 2011年03月02日
屋外景観映像の作成において,写実的かつ動的な雲の表示は重要である.<br />しかし,写実的な雲を表示するには多重散乱光を考慮する必要があり,<br />毎フレームにおいて多重散乱光の輝度計算を行うのは非常に計算コストが<br />高い.そこで,任意の雲の密度分布をウェーブレット関数で表し,<br />ボクセル間の密度の積分値を前計算しておく.そして,前計算した<br />積分値と各ウェーブレット関数の重みとの累積をとることにより,<br />任意の雲のボクセル間の減衰率を非線形近似で表し,輝度計算を<br />高速化する手法を提案する.また,膨大な量の前計算データを圧縮し,<br />GPU上に格納することによりCUDAを用いたリアルタイムレンダリングを<br />実現した., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - D-11-53 フリーハンド撮影画像群からの多視点パノラマ画像の合成法(D-11.画像工学,一般セッション)
笹本 亮介, 山本 強, 土橋 宜典, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2011, 2, 53, 53, 2011年02月28日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - D-11-54 両眼視差を考慮した両眼立体視画像の合成(D-11.画像工学,一般セッション)
横田 泰斗, 山本 強, 土橋 宜典, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2011, 2, 54, 54, 2011年02月28日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 画像閲覧履歴の学習による医用画像の重要度評価とその応用に関する研究(ITS画像処理,映像メディア,視覚及び一般)
丸谷 美織, 土橋 宜典, 山本 強, 映像情報メディア学会技術報告, 35, 9, 41, 45, 2011年02月14日
撮影技術向上による医用画像のデータ量増加に伴い,医師の診断を補助するコンピュータ支援診断が発達してきた.その代表的なものに画像処理を用いて病変部分を検出する手法があるが,これらは撮影部位やモダリティ,検出対象となる病変の種類等のパラメータに大きく依存するものであった.そこで本稿では,撮影部位等画像の内容に依存することなく病巣部分を含む重要画像を検出する手法を提案する.本手法では閲覧行動の際の操作履歴を学習することにより,各画像の重要性を判断する.また,本手法を利用して大容量データの管理を補助するアプリケーションの開発を行ったので併せて報告する., 一般社団法人映像情報メディア学会, 日本語 - 画像閲覧履歴の学習による医用画像の重要度評価とその応用に関する研究(ITS画像処理,映像メディア,視覚及び一般)
丸谷 美織, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会技術研究報告. ITS, 110, 420, 41, 45, 2011年02月14日
撮影技術向上による医用画像のデータ量増加に伴い,医師の診断を補助するコンピュータ支援診断が発達してきた.その代表的なものに画像処理を用いて病変部分を検出する手法があるが,これらは撮影部位やモダリティ,検出対象となる病変の種類等のパラメータに大きく依存するものであった.そこで本稿では,撮影部位等画像の内容に依存することなく病巣部分を含む重要画像を検出する手法を提案する.本手法では閲覧行動の際の操作履歴を学習することにより,各画像の重要性を判断する.また,本手法を利用して大容量データの管理を補助するアプリケーションの開発を行ったので併せて報告する., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 画像閲覧履歴の学習による医用画像の重要度評価とその応用に関する研究(ITS画像処理,映像メディア,視覚及び一般)
丸谷 美織, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会技術研究報告. IE, 画像工学, 110, 421, 41, 45, 2011年02月14日
撮影技術向上による医用画像のデータ量増加に伴い,医師の診断を補助するコンピュータ支援診断が発達してきた.その代表的なものに画像処理を用いて病変部分を検出する手法があるが,これらは撮影部位やモダリティ,検出対象となる病変の種類等のパラメータに大きく依存するものであった.そこで本稿では,撮影部位等画像の内容に依存することなく病巣部分を含む重要画像を検出する手法を提案する.本手法では閲覧行動の際の操作履歴を学習することにより,各画像の重要性を判断する.また,本手法を利用して大容量データの管理を補助するアプリケーションの開発を行ったので併せて報告する., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 電離圏モデルを利用したオーロラのシミュレーション
石川知一, YUE Yonghao, 岩崎慶, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2011, 2011年 - 5-1 ユーザの入力支援に基づく積雲の生成法(第5部門 CGモデリングとその応用)
楠元 克敏, 土橋 宜典, 山本 強, 映像情報メディア学会冬季大会講演予稿集, 2011, 0, 5, 1-1, 2011年
In this paper, we present a new method for modeling cumulus clouds based on numerical simulation of cloud formation. Our method controls the simulation so that a desired distribution of clouds specifi ed by the user is generated., 一般社団法人映像情報メディア学会, 日本語 - 雲のボリュームレンダリングの編集システム
岩崎 航, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2010, 5, 1, 5, 2010年11月01日
本研究では,ボリュームデータで表現された雲の表示について着目する.一般に,ボリュームデータはボリュームレンダリングを行うことで可視化することができるが,その結果は多くのパラメータに依存し,ユーザが所望する結果を直感的に生成することは難しい.本稿では,雲のレンダリングにおけるパラメータを直感的に指定することで,所望のレンダリング結果が容易に得られるシステムを提案する.提案システムでは,ユーザは,レンダリングパラメータを直接指定するのではなく,より直感的な操作により間接的に指定する.本システムを用いることで,ユーザは雲の輝度計算式を意識することなく,直感的に所望のボリュームレンダリング結果を生成することが可能である., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 画像データベースを利用した空の編集システム
小野 亜由美, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2010, 7, 1, 6, 2010年11月01日
本研究では,屋外景観を構成する重要な要素である空に着目し,ユーザの意図を反映できる直感的な空の画像の編集システムを開発する.提案手法では,まず空の輝度分布と色を考慮してインタラクティブに空を生成する.そして雲の写真データベースから所望の雲を選択して合成する.しかし,合成した雲の種類や影の付き方によっては不自然な結果になってしまうことがある.そこで,作成した空に合う雲の写真をデータベースから検索し,ユーザに提示するシステムを提案する., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 不偏な適合的自由行程サンプリングのための最適な空間分割に関する考察
楽 詠?, 岩崎 慶, 陳 炳宇, 土橋 宜典, 西田 友是, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2010, 3, 1, 6, 2010年11月01日
光の散乱効果を考慮した関与媒質の写実的レンダリングは,CG 分野において重要であり,しばしばモンテカルロ法によって計算される.モンテカルロ法による散乱計算では,自由行程サンプリング (連続する散乱イベント間の距離 (自由行程) をサンプリングする方法) が重要な技術である.我々は先行研究において,統計的に不偏でかつ適合的な自由行程サンプリング法 14),15) を提案し,従来法に比べてサンプリング効率を大きく改善した.その方法の鍵となる概念は,媒質の存在する空間領域を,媒質の平均自由行程の空間分布に基づいて分割し,自由行程を適合的にサンプリングすることである.このため,空間分割のスキームがサンプリングの効率性において重要である.本稿では,我々は理論的にサンプリング効率が最適となる空間分割法を示す., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - I-023 フリーハンド撮影画像群からの低歪超広角画像の合成法(I分野:グラフィクス・画像,一般論文)
笹本 亮介, 山本 強, 土橋 宜典, 情報科学技術フォーラム講演論文集, 9, 3, 293, 294, 2010年08月20日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - G-018 画像閲覧記録の学習による医用画像の重要度評価法の提案(G分野:生体情報科学,一般論文)
丸谷 美織, 土橋 宜典, 山本 強, 情報科学技術フォーラム講演論文集, 9, 2, 565, 566, 2010年08月20日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - I-001 雲を考慮した空のインタラクティブな編集システム(I分野:グラフィクス・画像,一般論文)
小野 亜由美, 土橋 宜典, 山本 強, 情報科学技術フォーラム講演論文集, 9, 3, 237, 238, 2010年08月20日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - I-022 フリーハンド撮影画像のカメラ運動を考慮したモザイキング(I分野:グラフィクス・画像,一般論文)
佐藤 靖之, 山本 強, 土橋 宜典, 情報科学技術フォーラム講演論文集, 9, 3, 291, 292, 2010年08月20日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - I-024 両眼立体視用パノラマ画像の合成法(I分野:グラフィクス・画像,一般論文)
横田 泰斗, 山本 強, 土橋 宜典, 情報科学技術フォーラム講演論文集, 9, 3, 295, 296, 2010年08月20日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - I-033 ボリュームデータのインタラクティブなペイントシステム(I分野:グラフィクス・画像,一般論文)
岩崎 航, 土橋 宜典, 山本 強, 情報科学技術フォーラム講演論文集, 9, 3, 317, 318, 2010年08月20日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - I-041 実写を利用した積乱雲のモデリング方法(I分野:グラフィクス・画像,一般論文)
真造 佑介, 土橋 宜典, 山本 強, 情報科学技術フォーラム講演論文集, 9, 3, 337, 338, 2010年08月20日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - 水の動きの制御のためのシミュレーション条件の最適化
千葉 雄太, 土橋 宜典, 山本 強, 映像情報メディア学会技術報告, 34, 31, 17, 20, 2010年07月23日
近年,コンピュータグラフィックスの分野において流体解析を利用して現実の流体に近い動きをコンピュータ上で実現することを目的とした研究が盛んに行われている.このような研究の発展に伴い,流体シミュレーションを制御することで,流体が指定した形状を形成することを可能とする手法も開発されている.しかし,従来の流体制御手法では,仮想的な外力を発生させることで流体の動きを制御するため,不自然な動きとなる場合が多い.本論文では,流体の一つである水の動きに着目し,シミュレーションパラメータを最適化することにより,流体が不自然な動きをすることなくユーザの意図した水の動きを形成することを可能とする手法を提案する., 一般社団法人映像情報メディア学会, 日本語 - 半透明物体の高速描画に向けた曲率に依存する反射関数の近似式
久保尋之, 土橋宜典, 森島繁生, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2010, MODERINGU,KUBOHIROYUKI, 2010年06月26日
日本語 - 融解後の水を考慮した粒子ベース氷塊融解シミュレーション
内田英行, 岩崎慶, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2010, RYUTAISHIMYURESHON,UCHIDAHIDEYUKI, 2010年06月26日
日本語 - 非均質関与媒質のレンダリングのための不偏で効率的な重点的サンプリング手法
YUE Yonghao, 岩崎慶, CHEN Bing‐Yu, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2010, RENDARINGU,YONGHAO YUE, 2010年06月26日
日本語 - 前計算減衰率カットによる多重散乱を考慮した動的な雲の高速レンダリング
西尾竜平, 岩崎慶, 土橋宜典, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2010, RENDARINGU,NISHIORYUHEI, 2010年06月26日
日本語 - 異方性Plane‐Parallel散乱モデルによる毛髪状物体の高速レンダリング
新谷幹夫, 白石路雄, 土橋宜典, 岩崎慶, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2010, RENDARINGU,SHIN'YAMIKIO, 2010年06月26日
日本語 - 初期強度分布の最適化による爆発のコントロール
佐藤周平, 土橋宜典, 山本強, 安生健一, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2010, RYUTAISHIMYURESHON,SATOSHUHEI, 2010年06月, ［査読有り］
日本語 - 6G-6 アニメーションのための布のシミュレーション制御(CG一般,一般セッション,インタフェース,情報処理学会創立50周年記念)
福士 竜一, 土橋 宜典, 山本 強, 全国大会講演論文集, 72, 4, "4, 49"-"4-50", 2010年03月08日
一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 2ZH-5 流体解析に基づく波の形状制御(ビジュアルシミュレーションと可視化,学生セッション,インタフェース,情報処理学会創立50周年記念)
千葉 雄太, 土橋 宜典, 山本 強, 全国大会講演論文集, 72, 4, "4, 315"-"4-316", 2010年03月08日
一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 6ZH-3 インタラクティブなシェーディング編集システムの開発(CGシステム・応用,学生セッション,インタフェース,情報処理学会創立50周年記念)
岩崎 航, 土橋 宜典, 山本 強, 全国大会講演論文集, 72, 4, "4, 387"-"4-388", 2010年03月08日
一般社団法人情報処理学会, 日本語 - D-12-99 ベクトルマップを用いた多重屈折の高速計算法(D-12.パターン認識・メディア理解,一般セッション)
池田 謙斗, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2010, 2, 210, 210, 2010年03月02日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - D-12-100 空の色および輝度分布の編集システムの開発(D-12.パターン認識・メディア理解,一般セッション)
小野 亜由美, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2010, 2, 211, 211, 2010年03月02日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - ベナールセルの簡易生成法
石川知一, YUE Yonghao, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2010, 2010年 - 予測制御による爆発のキーフレームアニメーション
佐藤周平, 土橋宜典, 山本強, 安生健一, 情報処理学会研究報告(CD-ROM), 2009, 4, ROMBUNNO.CG-137,15, 2009年12月15日
日本語 - 予測制御による爆発のキーフレームアニメーション
佐藤 周平, 土橋 宜典, 山本 強, 安生 健一, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2009, 15, 1, 6, 2009年10月29日
近年,流体シミュレーションに基づいた自然現象のシミュレーション手法が多く提案されている.その一つとして,爆発のシミュレーション手法が提案されているが,その形状は多くのパラメータに依存しており,ユーザの意図した形状を得ることは困難である.我々は,これまで,ユーザの指定した単一の目標形状に一致するよう爆発のシミュレーションを制御する手法の開発を行っている.本稿では,この手法を拡張し,複数の目標形状をキーフレームとして指定することで複数回の爆発の制御を可能とする手法の開発を目指す.提案手法により,異なる目標形状に制御された複数の爆発のシミュレーションを連続して行うアニメーションの生成が可能である., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 乱流成分を保持した爆発の動きのコントロール
佐藤周平, 土橋宜典, 山本強, 電気・情報関係学会北海道支部連合大会講演論文集(CD-ROM), 2009, ROMBUNNO.184, 2009年10月17日
日本語 - 実写を用いた雲の光学パラメータ推定の一手法(テーマセッション,光と色の解析・表現とその応用)
真造 佑介, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解, 109, 249, 49, 54, 2009年10月15日
本研究では,実写における雲の光学特性を推定し,雲の陰影を任意に変更可能な雲の2次元テクスチャを生成する手法を提案する.従来,実写から特定の前景物体を抽出し,別の写真へ合成する手法は提案されている.しかし,従来手法を雲に適用し,太陽方向の異なる画像に合成すると違和感があった.しかし,本手法では雲の減衰率やアルベド係数を推定することでこの問題の解決を図る.また,提案法では,太陽方向だけでなく,密度・減衰率を変化させて雲の濃淡を変化させるなどユーザの意図を反映した画像合成が出来るように改善を行った., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 磁性流体力学に基づくプロミネンスのビジュアルシミュレーション—Visual Simulation of Solar Prominence Based on Magnetohydrodynamics—グラフィクスとCAD(CG) Vol.2009-CG-136
石川 知一, Yonghao Yue, 土橋 宜典, 情報処理学会研究報告, 2009年度, 3, 1, 6, 2009年10月
東京 : 情報処理学会, 日本語 - 磁性流体力学に基づくプロミネンスのビジュアルシミュレーション
石川 知一, Yue Yonghao, 土橋 宜典, 西田 友是, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 136, 0, E1, E6, 2009年08月20日
コンピュータグラフィクス （CG） による天体現象の可視化は映画やゲームなどで需要がある。CG 分野においては，これまで木星や地球の画像生成に関する研究が成されてきたが，太陽を扱う手法は開発されていない。本研究では太陽の現象のうち，プロミネンスに着目する。プロミネンスは太陽表面に磁束管が浮上し，表面の流体を押し上げることで観測される。本稿では，磁気流体力学の基礎方程式を用いた効率的なシミュレーション方法について提案する。Visualization of astronomical phenomena using computer graphics (CG) is needed for movies and games. In the field of CG, though methods for rendering the Jupiter and the Earth from space were developed, little methods have been developed for visual simulation of the Sun. Among the phenomena related to the Sun, our research goal is the visual simulation of the solar prominence, which is observed when the fluid on the Sun's surface is raised by the flux tube. In this paper, we propose an efficient and physically-based method based on the basic equations of magnetohydrodynamics., 情報処理学会, 日本語 - 逆問題アプローチによるBRDFモデリング
岩崎 慶, 土橋 宜典, 西田友是, 情報処理学会論文誌, 50, 8, 1917, 1925, 2009年08月15日
本稿は逆問題アプローチに基づいたBRDFモデリング手法を提案する．提案法は，ユーザが指定した物体の外観に合うようなBRDFを計算する．BRDFを基底関数の線形和で表現することにより，物体表面の放射輝度は基底関数を用いて表現される．これにより，求めたいBRDFの計算は，ユーザが指定した輝度と基底関数で表現された放射輝度の差の二乗和を最小にする係数を求める問題に帰着される．BRDFが満たすべき特徴は線形制約条件として表現される．この最小化問題は，線形制約付き最小二乗法を用いることによりインタラクティブに解くことができる．提案法により，固定された複雑な照明下において直接BRDFをデザインすることができる．また，得られたBRDFを用いて動的な照明下で視点を移動させた結果をインタラクティブにレンダリングすることができる．This paper presents a BRDF modeling method, based on an inverse problem approach. Our method calculates BRDFs to match the appearance of the object specified by the user. By representing BRDFs by a linear combination of basis functions, outgoing radiances of the object surface can be represented using basis functions. The calculation of the desired BRDF results from calculating the corresponding coefficients of basis functions that minimize the sum of differences between the outgoing radiances, represented using basis functions and user specified radiances. The properties that BRDFs must satisfy are described by linear constraint conditions. This minimization problem can be solved, interactively, using a linearly constrained least squares approach. Thus, our method allows the user to design BRDFs directly, under fixed complex lighting and viewpoint, and to view the rendering results interactively, under dynamic lighting and viewpoint., 日本語 - 多重散乱モデルの効率化と樹木レンダリングへの応用
新谷幹夫, 土橋宜典, 白石路雄, 岩崎慶, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2009, ROMBUNNO.18, 2009年06月25日
日本語 - 動的BRDFを考慮した動的シーンのインタラクティブレンダリング
岩崎慶, 宮前雄生, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2009, ROMBUNNO.48, 2009年06月25日
日本語 - 雲微物理を考慮した雨雲形成のビジュアルシミュレーション
YUE Yonghao, 岩崎慶, CHEN Bing‐Yu, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2009, ROMBUNNO.01, 2009年06月25日
日本語 - 流体力学に基づく爆発の動きのコントロール
佐藤周平, 土橋宜典, 山本強, 安生健一, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2009, ROMBUNNO.03, 2009年06月, ［査読有り］
日本語 - D-11-40 実写からの雲テクスチャの抽出手法(D-11.画像工学,一般セッション)
真造 佑介, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2009, 2, 40, 40, 2009年03月04日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - D-11-42 衛星赤外画像を用いた積雲および巻雲のモデリングシステム(D-11.画像工学,一般セッション)
濱 大輔, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2009, 2, 42, 42, 2009年03月04日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - D-11-41 流体力学に基づく爆発の動きのコントロール(D-11.画像工学,一般セッション)
佐藤 周平, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2009, 2, 41, 41, 2009年03月04日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - イメージクラスタからの任意視点画像生成
巴図 斯仁, 土橋 宜典, 山本 強, 映像情報メディア学会誌 : 映像情報メディア = The journal of the Institute of Image Information and Television Engineers, 63, 10, 1453, 1458, 2009年
We propose a new, simple, and effective image-based rendering technique for synthesizing images of novel views from an image cluster, a large volume of precaptured images randomly distributed in a bounded region with known camera positions and orientations. Unlike methods that are based on sampling, and constructing and resampling the plenoptic function, our method uses a select and warp approach. We use scene depth information as additional input to render novel views from an image cluster that has fewer images than that used in plenoptic function based approaches. Furthermore, unlike the ..., 映像情報メディア学会, 日本語 - 流体解析に基づくセル状の雲のコントロール(シミュレーション,アニメーション及びCG一般)
楠元 克敏, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2008, 109, 61, 66, 2008年10月31日
CGの分野では,炎,煙,水などの流体現象をユーザが所望する形状となるようコントロールすることは興味深い研究課題の一つであり,いくつかの方法が提案されている.本稿では,セル状に現れる雲が所望の形状となるよう流体シミュレーションをコントロールする手法を提案する,セル状の雲をシミュレーションする際,その形状や大きさはシミュレーションに使用する様々なパラメータに依存する.ユーザが意図した雲が生成されるようこれらのパラメータを手動で調節することは極めて難しい.そこで本研究では,ユーザが指定した分布の雲が自動生成されるよう流体シミュレーションをコントロールする.提案手法により,パラメータの調整に試行錯誤することなく,所望の大きさ・分布となるセル状の雲の生成が可能である., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - ボリュームデータ構造を用いたファーのリアルタイムレンダリング(感性とメディア及び一般)
山田 大輔, 山本 強, 土橋 宜典, 映像情報メディア学会技術報告, 32, 46, 11, 14, 2008年10月23日
映画やコンピュータゲームなどにおいて、3DCGによるリアルな動物の描画も可能となってきている.動物の描画において、毛皮(ファー)は重要な特徴の1つであり、リアルな画像生成には欠かせない.しかし、一般にファーのレンダリングは計算コストが高く大域照明までは考慮されていない.そこで本研究ではPrecomputed Radiance Transfer(PRT)法を用いて大域照明を考慮したファーのリアルタイムレンダリングを目的とする.このとき、レンダリングに必要な輝度データを前処理として計算するが、ファーを考慮することでデータ量と前処理時間が膨大になる.本研究では、データの圧縮とボリュームデータを利用することでこれらの問題を解決する., 一般社団法人映像情報メディア学会, 日本語 - LODを利用した3Dモデルの効率的なキャラクタアニメーションの生成法(感性とメディア及び一般)
藤井 洋佑, 土橋 宜典, 山本 強, 映像情報メディア学会技術報告, 32, 46, 15, 18, 2008年10月23日
キャラクタアニメーションにおける3Dモデルの形状変形手法の開発はCGにおける重要な分野の一つである.そのような方法の一つとして指定された目的形状となるよう収束計算を行う手法が提案されている.しかし,モデルの形状が複雑であれば,収束に時間がかかるため,より粗い近似的な制御メッシュをつくり,高速に安定した変形を行う場合が多い.しかし,制御メッシュが粗ければ変形が不自然となり,逆に,細かすぎれば高速に変形を行うことができなくなる.そこで,本研究ではLevel of Detail(LOD)の考え方を利用し,視点との距離に応じて制御メッシュの粗さを変更することで高速で自然な変形を行う手法を提案する., 一般社団法人映像情報メディア学会, 日本語 - H-061 イメージクラスターからの任意視点画像生成(画像認識・メディア理解,一般論文)
巴図 斯仁, 土橋 宜典, 山本 強, 情報科学技術フォーラム講演論文集, 7, 3, 195, 196, 2008年08月20日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - I-011 LODを利用した3Dモデルの効率的なキャラクタアニメーションの生成法(グラフィクス・画像,一般論文)
藤井 洋佑, 土橋 宜典, 山本 強, 情報科学技術フォーラム講演論文集, 7, 3, 221, 222, 2008年08月20日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - I-012 流体解析に基づくユーザの意図を反映したセル状の雲の生成法(グラフィクス・画像,一般論文)
楠元 克敏, 土橋 宜典, 山本 強, 情報科学技術フォーラム講演論文集, 7, 3, 223, 224, 2008年08月20日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - I-013 衛星赤外画像を用いた広範囲の巻雲のモデリングシステムの開発(グラフィクス・画像,一般論文)
濱 大輔, 土橋 宜典, 山本 強, 情報科学技術フォーラム講演論文集, 7, 3, 225, 226, 2008年08月20日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - I-031 大域照明におけるファーのリアルタイムレンダリング(グラフィクス・画像,一般論文)
山田 大輔, 山本 強, 土橋 宜典, 情報科学技術フォーラム講演論文集, 7, 3, 261, 262, 2008年08月20日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - I-033 雲や煙などの不定形物のセル画調レンダリング(グラフィクス・画像,一般論文)
黒田 祐介, 土橋 宜典, 山本 強, 情報科学技術フォーラム講演論文集, 7, 3, 265, 266, 2008年08月20日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - I-032 Video Textureを用いた動的な雲の高速レンダリング(グラフィクス・画像,一般論文)
江口 千央, 土橋 宜典, 山本 強, 情報科学技術フォーラム講演論文集, 7, 3, 263, 264, 2008年08月20日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - 固有解を用いた表面下散乱の高速表示
新谷幹夫, 白石路雄, 土橋宜典, 岩崎慶, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2008, ROMBUNNO.1, 2008年06月21日
日本語 - Portal‐to‐Vertex Light Transferによる高周波環境光と局所光源を含む屋内照明設計
YUE Yonghao, 岩崎慶, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集(CD-ROM), 2008, ROMBUNNO.4, 2008年06月21日
日本語 - 6W-6 音楽および動画における特徴構造のマッチングによる自動構成(画像データベース,学生セッション,人工知能と認知科学)
飯塚 太郎, Yue Yonehao, 土橋 宜典, 西田 友是, 全国大会講演論文集, 70, 2, "2, 405"-"2-406", 2008年03月13日
一般社団法人情報処理学会, 日本語 - D-11-102 衛星赤外画像を用いた広範囲の雲のモデリングシステムの開発(D-11. 画像工学,一般セッション)
濱 大輔, 土橋 宣典, 山本 強, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2008, 2, 102, 102, 2008年03月05日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 詳細形状が編集可能な煙のセル画調レンダリング
黒田 祐介, 土橋 宜典, 山本 強, 画像電子学会研究会講演予稿, 8, 0, 17, 21, 2008年
コンピュータグラフィックスを利用して，人間が手で描いたような画像を生成する，非写実的画像生成手法は，近年，映画などの映像制作分野を中心に注目を集めている．なかでも，従来のセルアニメーションの特徴を持った画像を生成するセル画調画像レンダリング手法は，従来必要とされた膨大な作画作業を軽減させることができるため，特に利用が盛んである．本研究では，流体解析とパーティクル処理，および密度分布を用いて，詳細形状が指定可能な煙のセル画調レンダリング手法を提案する．提案手法を用いることで，指定した詳細形状を持った煙のセル画調映像をリアルタイムに生成することができる．詳細形状は，スケッチベースのインタフェースにより，ユーザの意図をインタラクティブに反映することができる．, 一般社団法人 画像電子学会, 日本語 - フィードバック制御による雲のアニメーション制御(セッション1:シミュレーション,生活に役立つCGおよびCG一般)
楠元 克敏, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2007, 111, 7, 12, 2007年11月12日
CGを用いて生成される映像の中で,雲の表示は重要な要素の一つである.雲を表現する効果的な方法として,流体シミュレーションに基づく手法はリアルな動きや形状を表現することができる.しかし,従来研究では,雲の形状・動きはシミュレーションに使用するパラメータの初期値に依存し,ユーザーが意図した形状・動きを表現することは困難である.本稿では,ユーザーが指定した形状の雲が自動生成される方法を提案する.提案手法により,パラメータを試行錯誤的に設定してシミュレーションを繰り返し行うことなく,所望の形状の積乱雲を生成することができる., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 固有値解析によるクベルカ・ムンク理論の一般化(セッション2:レンダリング,生活に役立つCGおよびCG一般)
新谷 幹夫, 白石 路雄, 土橋 宜典, 岩崎 慶, 西田 友是, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2007, 111, 31, 36, 2007年11月12日
クベルカ・ムンク理論は、絵の具などの散乱物質の反射率(色)を解析的に与えることができ、絵画調画像生成など非写実的レンダリングで一般的に利用されているが、2光束理論であるため、BRDFが必要とされる写実的レンダリングでは適用できない。本報告では、固有値解析によりクベルカ・ムンク理論を多光束に一般化できることを示す。まず、ボリュームレンダリング方程式を層状均質媒体に適用し、方向を離散化することにより連立1次常微分方程式を得る。次いで、固有値解析を適用し、この方程式の解析解を求める。さらに、複数の媒質層を連結した場合の連結公式を示し、その近似手法も提案する。, 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - GPUを用いた高速な多重屈折のレンダリング (メディア工学)
金子 剛介, 土橋 宜典, 山本 強, 映像情報メディア学会技術報告, 31, 47, 77, 80, 2007年10月
映像情報メディア学会, 日本語 - アダプティブ格子による水のアニメーション (メディア工学)
小林 敏泰, 土橋 宜典, 山本 強, 映像情報メディア学会技術報告, 31, 47, 81, 84, 2007年10月
映像情報メディア学会, 日本語 - セル画調の煙のモデリングおよびレンダリングシステムの開発(レンダリング,議題 : ビジョンとグラフィクスの融合およびCG一般)
土橋 宜典, 安生 健一, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2007, 84, 41, 46, 2007年08月16日
近年,Non-Photorealistic Rendering (NPR)技術と呼ばれるCG手法の映像製作現場への導入が盛んに行われている.その理由として,3次元CGとNPR技術を組み合わせれば,人手では作成困難な映像の作成が容易となることが挙げられる.本稿では,そのような研究の一つとして,セル画調の煙の映像を生成するためのシステムを提案する.提案システムでは,大まかな煙の動きや形状をユーザによりインタラクティブにモデリングすることができる.そして,指定された形状・動きを元に,パーティクルシステムとPerlin Noiseを組み合わせてセル画調の煙の映像をリアルタイムにレンダリングする.提案システムによって,ユーザの意図する演出効果を表す煙のセル画調映像を簡便に生成できる., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 重なり格子法を用いた水と空気との動力学的相互作用を考慮した効率的なシミュレーション(シミュレーション,議題 : ビジョンとグラフィクスの融合およびCG一般)
ファン チュイティチュ, 楽 詠〓, 土橋 宜典, 西田 友是, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2007, 84, 59, 64, 2007年08月16日
流体シミュレーションは、コンピュータグラフィックスにおいて重要な研究分野になってきた。本研究の目的は、空気の影響により変化する水表面を高精細にシミュレーションすることである。水表面を正確に計算するために、全計算領域において、高解像度の格子を使用すると、計算コストが膨大となる。そこで、我々は重なり格子法により、異なる解像度の格子を用いて水表面を計算する方法を提案する。提案法により全計算領域において高解像度の格子を用いた場合に比べて、低い計算コストで高精細な水の波のシミュレーションができる。, 一般社団法人情報処理学会, 英語 - 動的照明環境下の効率的なファイナルギャザリングのための階層ヒストグラム推定と光路の再利用
YUE Yonghao, 岩崎慶, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集, 2007, 51, 56, 2007年06月23日
日本語 - 準解析解を用いた多重散乱物質のレンダリング
新谷幹夫, 白石路雄, 土橋宜典, 岩崎慶, 西田友是, Visual Computing グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集, 2007, 119, 124, 2007年06月23日
日本語 - D-12-50 任意形状を形成するための雲のアニメーション制御(D-12.パターン認識・メディア理解,一般講演)
楠元 克敏, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2007, 2, 166, 166, 2007年03月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 重なり格子を用いた水のビジュアルシミュレーション
小林 敏泰, 土橋 宜典, 山本 強, 画像電子学会年次大会予稿集, 35, 0, 73, 74, 2007年
近年，映画やゲームをはじめとした幅広い分野でCG が利用されている．その中でも物理シミュレーションに基づく自然現象の表現は重要であり，さまざまな研究が行われている．特に，水や煙，炎などの流体現象を扱ったシミュレーションが注目されている．これらの手法では，主にシミュレーション空間に単一の格子を配置して解析を行っている．格子を用いるシミュレーションは，格子間隔よりも小さな流れは欠落するため，精度を高めるためには格子点数を増加する必要があり，それに伴い計算コストも増加するという問題が生じる．また，複雑な形状の移動物体を含む場合においては，物体形状の表現や物体に含まれる格子点を判定するために多くの計算コストが必要とされる．そのため，このような問題を解消するために複数の格子を用いた重なり格子法による流体解析手法が提案されている．本研究では，流体の１つである水に着目し，移動物体を含むシミュレーション空間において重なり格子法を適用し，効率よく計算を行う手法を提案する．, 一般社団法人 画像電子学会 - 降雨景観のための高速な雨の軌跡の描画法
吉田 有希, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. CG,グラフィクスとCAD研究会報告, 125, 0, 101, 106, 2006年11月16日
日本語 - 降雨景観のための高速な雨の軌跡の描画法(セッション7:水のモデリング,議題:CGと文化・芸術及びCG一般)
吉田 有希, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2006, 119, 101, 106, 2006年11月16日
CGを用いて雨天時の景観画像を生成するための重要な要素として雨滴の軌跡の表示が挙げられる.従来手法では,個々の雨滴をパーティクルによって表現し,その軌跡の表示が行われている.しかし,大量の雨滴の軌跡が存在する場合には,計算コストが高く,高速に表示することは難しい.そこで,本研究では,前処理において複数の雨滴の軌跡の画像を作成しておくことで,高速に降雨シーンの画像を生成する手法を提案する., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 光沢面を考慮した動的シーンの高速相互反射計算法
岩崎 慶, 土橋 宜典, 吉本 富士市, 西田 友是, 情報処理学会研究報告. CG,グラフィクスとCAD研究会報告, 125, 0, 113, 118, 2006年11月16日
日本語 - 光沢面を考慮した動的シーンの高速相互反射計算法(セッション8:大域照明,議題:CGと文化・芸術及びCG一般)
岩崎 慶, 土橋 宜典, 吉本 富士市, 西田 友是, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2006, 119, 113, 118, 2006年11月16日
写実的な画像生成に関する研究はCGの分野において重要な研究課題の一つである.本稿は,写実的な画像を生成する上で考慮すべき相互反射光を,物体や光源が移動する動的なシーンにおいて高速に計算する方法を提案する.本稿では,光沢面BRDFを入射方向成分と出射方向成分に分解することによって,光沢面を考慮した相互反射を計算する.物体を2次的な光源とみなし,別の物体での反射光を計算することによって相互反射光の計算を行う.提案法では,物体表面の輝度分布を基底関数の線形和で表現し,各基底関数で表現される輝度をもつ光線の放射輝度を前計算しておく.本稿では,さまざまな基底関数について実験し,最適な基底関数を提案する., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 稲妻に照射された雲の Wavelet 変換を利用した高速レンダリング
土橋 宜典, 圓淨 義紘, 山本 強, 映像情報メディア学会技術報告, 30, 55, 21, 24, 2006年10月30日
映像情報メディア学会, 日本語 - 放送業務用バーチャルスタジオ画像生成システムの実装
酒井 雅裕, 伊藤 和彦, 土橋 宜典, 山本 強, 映像情報メディア学会技術報告, 30, 55, 103, 106, 2006年10月30日
映像情報メディア学会, 日本語 - J_005 ビルボードを用いた効率的な降雨シーンのレンダリング手法(J分野:グラフィクス・画像)
吉田 有希, 土橋 宜典, 山本 強, 情報科学技術フォーラム一般講演論文集, 5, 3, 199, 200, 2006年08月21日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - J_006 相互反射を考慮した炎のリアルタイムシミュレーション(J分野:グラフィクス・画像)
圓淨 義紘, 土橋 宜典, 山本 強, 情報科学技術フォーラム一般講演論文集, 5, 3, 201, 202, 2006年08月21日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - J_042 半球表面上で撮影したビデオ映像を用いる仮想空間構築法(J分野:グラフィクス・画像)
石田 勝紀, 山本 強, 土橋 宜典, 情報科学技術フォーラム一般講演論文集, 5, 3, 283, 284, 2006年08月21日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - 動的なシーンのための相互反射を考慮した前計算放射輝度伝達法
岩崎慶, 土橋宜典, 田村尚希, JOHAN Henry, 吉本富士市, 西田友是, Visual Computing グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集, 2006, 23, 28, 2006年06月22日
日本語 - D-11-87 煙のセル画調レンダリング(D-11.画像工学D(画像処理・計測),一般講演)
黒田 祐介, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2006, 2, 87, 87, 2006年03月08日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 大規模シミュレーションのための可視化技術動向
山本 強, 土橋 宜典, 計測と制御 = Journal of the Society of Instrument and Control Engineers, 45, 1, 8, 12, 2006年01月10日
計測自動制御学会, 日本語 - GPUを用いたパーティクルベース流体シミュレーションの高速計算法(可視化の高速化, テーマ: 可視化のためのCGおよびCG一般)
岩崎 慶, 師 芳卓, 土橋 宜典, 西田 友是, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2005, 116, 121, 126, 2005年11月18日
近年、流体をパーティクルの集合で表現し、パーティクル間の相互作用を計算することで流体をシミュレーションする手法(パーティクルベースシミュレーション)に注目が集まっており、CGの分野でもいくつかの方法が研究されている。パーティクルベースシミュレーションは、界面の変形を扱いやすいなどの利点があるが、近傍の多数のパーティクルとの相互作用を計算する必要があり、計算コストが高い。近年高性能化が著しいGPU(Graphics Processor Unit)の進歩に伴い、GPUを利用して流体をシミュレーションする研究が行われている。しかしながら、従来法の多くはグリッドベースの流体シミュレーションであり、パーティクルベースの流体シミュレーションの高速化に関する方法はほとんどない。そこで本稿では、パーティクルベース流体シミュレーションをGPUを利用して高速に計算する手法を提案する。, 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 粒子法によるシミュレーション結果のしぶきを考慮した水面のポイントベースレンダリング
小野 佳織, 岩崎 慶, 土橋 宜典, 研究会講演予稿, 222, 0, 57, 64, 2005年11月18日
画像電子学会, 日本語 - 点で表現された水面によるコースティクスの高速表示法
岩崎慶, 吉本富士市, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集, 2005, 117, 122, 2005年06月16日
日本語 - D-12-140 水面の絵画調レンダリング法の開発(D-12. パターン認識・メディア理解, 情報・システム2)
鈴木 淳示, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2005, 2, 290, 290, 2005年03月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - D-12-142 非写実的映像のための擬似照明効果の抽出法(D-12. パターン認識・メディア理解, 情報・システム2)
佐藤 倫也, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2005, 2, 292, 292, 2005年03月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - D-12-143 テクスチャマッピングによる映り込みの高速レンダリング(D-12. パターン認識・メディア理解, 情報・システム2)
山田 友希, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2005, 2, 293, 293, 2005年03月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 水面の絵画調映像生成システムの開発(魅惑のレンダリング, 魅惑のCG応用およびCG一般)
鈴木 淳示, 佐藤 倫也, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2005, 13, 49, 54, 2005年02月07日
コンピュータグラフィックスにおいて, 近年, 非写実的画像生成と呼ばれる技術に注目が集まっている.本研究では, NPR手法の一つとして, 水面の絵画調画像生成を提案する.提案法では, 3次元コンピュータグラフィックスの技術を利用することで効率的に水面の絵画調画像を生成する.また, 提案法は水面の静止画像だけでなく, 川の流れなどのアニメーションの表現も可能とする.そして, 提案法を利用したインタラクティブなシステムを構築した.これにより結果画像にユーザの意図を反映することができる., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 反射分布を考慮した鏡面反射の高速レンダリング(CG一般(3))(<特集>地理・地図・案内のための情報処理)
山田 友希, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2004, 121, 109, 114, 2004年11月26日
近年,コンピュータグラフィックス(CG)を用いたリアルな画像が広い分野で利用されるようになっている.CGを用いた画像生成において,鏡,車体,ガラス張りのビルなどに物体が映り込むといった鏡面反射による映り込みを表示することで,よりリアルな画像を生成することができる.そのため、映り込みを表示する研究は数多<行われているが,その複雑さゆえに計算コストが高いという欠点がある.一方,近年,グラフィックスハードウェアの高性能化が急速に進んでおり,これを利用した写実的な画像を高速に生成する研究が盛んに行われている.そこで,本研究ではグラフィックスハードウェアのテクスチャマッピング手法を用いて,反射分布を考慮した鏡面反射による映り込みを高速にレンダリングする手法を提案する., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 三次元医用実体モデル表面へのテクスチャ投影法(医用画像一般)
巴図 斯仁, 青山 雄樹, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像, 104, 430, 37, 42, 2004年11月09日
プロジェクタを用いて,三次元実体モデルの表面にカラー,材質などの情報を持つテクスチャを投影することにより,実世界のオリジナルの実物を視覚的に再現する研究が盛んに行われており,映画制作,建築のデザイン,都市計画なとの分野で応用されている.本論文では,マルチCT, MRIなどの三次元医用画像データから作成される医用実体モデルに対するテクスチャ投影モデルを提案する.提案方式は,リアルタイムの被写体位置計測および動画テクスチャ投影で実現され,医用実体モデルに対する仮想的な表面着色,注釈情報の表示などが可能となる.本論文では基本方式の提案とそれを実現するシステムの開発について報告する., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 煙のセル画調レンダリング(レンダリング)(テーマ:究極のCG,およびCG一般)
星野 隆, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2004, 86, 35, 40, 2004年08月18日
近年,映像制作においてコンピュータグラフィックスが広く用いられている.特に段階的に変化する陰影と,輸郭線により表現されるセル画調画像を生成するレンダリング手法は,アニメーション制作への応用が期待されている.本研究では,3次元コンピュータグラフィックスを利用し,ボリュームデータで与えられる煙をセル画調にレンダリングする手法を提案する.提案手法を用いることにより,煙のセル画調映像を高速に生成することができ,視点変化等のアニメーションをリアルタイム生成することが可能となる., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 熱伝導方程式の数値解法による燃え広がりのシミュレーション
石川 知一, 土橋 宜典, 宮崎 玲, 西田 友是, 第66回全国大会講演論文集, 2004, 1, 209, 210, 2004年03月09日
日本語 - D-12-162 アニメーションのためのペイント画からの強調効果の抽出手法(D-12. パターン認識・メディア理解B)
佐藤 倫也, 土橋 宜典, 山本 強, 高尾 克己, 安生 健一, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2004, 2, 328, 328, 2004年03月08日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 雲の絵画調アニメーション
星野 隆, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2004, 16, 43, 47, 2004年02月12日
近年,映像制作においてコンピュータグラフィックスが用いられるようになっている.なかでも,筆のタッチやストロークにより表現された絵画調画像を用いるアニメや映画,アーティスティックな映像表現などの分野においては,ノンフォトリアリスティックレンダリングが欠かせない存在となっている.本稿では,三次元コンピュータグラフィックスを利用し,ボリュームデータで与えられる雲を絵画調にレンダリングし,アニメーションを生成する手法を提案する.提案手法を用いることにより,視点位置を自由に設定でき,かつ,時々刻々と変化する雲の絵画調の映像表現が可能となる., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - ペイント画からの強調効果の抽出法
佐藤 倫也, 土橋 宜典, 山本 強, 高尾 克己, 安生 健一, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2004, 16, 49, 54, 2004年02月12日
Non-photorealistic Rendering(NPR)のセルアニメーションヘの応用が盛ん行われている.その際,画家により描かれた2次元画像から3次元データを構築し,3DCG技術とNPR技術を適用する.このとき,画家の絵には,観察者に対して特定の領域に注意を集めるための強調表現がしばしば用いられる.すなわち,強調したい領域を周囲よりも明るく描画する.本論文では,画家により描かれた2次元画像から,前記の強調効果を3次元情報として抽出する手法を提案する.これにより,画家が描いた視点位置とは異なる位置から見た場合でも同様の強調効果を得ることが可能となり,アニメーションの作成において非常に有用である., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 水面波における反射屈折によるコースティクスの高速表示法
岩崎慶, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集, 2003, 207, 212, 2003年06月19日
日本語 - 散乱マップを用いて多重散乱を考慮した天空光の高速表示
柳田哲一, 岩崎慶, 土橋宜典, 西田友是, 情報処理学会全国大会講演論文集, 65th, 4, 4.109-4.110, 2003年03月25日
日本語 - 散乱マップを用いて多重散乱を考慮した天空光の高速表示
柳田 哲一, 岩崎 慶, 土橋 宜典, 西田 友是, 第65回全国大会講演論文集, 2003, 1, 109, 110, 2003年03月25日
日本語 - 天空光を考慮した都市景観画像の高速生成法
高田 信太郎, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告グラフィクスとCAD（CG）, 2003, 15, 67, 72, 2003年02月14日
リアルな都市景観画像を作成するためには，太陽光だけではなく天空光によって照射された物体の輝度計算を行う必要がある．しかし，天空光による照度計算は非常に多くの計算時間を必要とする問題がある．本論文では，天空光による照度を高速に計算する手法を提案する．提案手法ではグラフィックスハードウェアを利用して画像生成を行い，LOD(Level of Detailの考え方を利用することでポリゴンデータに対する計算コストの削減を図る．提案手法は特に都市景観画像のような大容量のポリゴンデータを扱う際に高速に画像を作成することができる．また，本手法のアニメーション作成への適用についても述べる．To create realistic townscape images, the skylight as well as the sunlight have to be taken into account to compute illuminance of objects. But it is extremely expensive to calculate illuminance by the skylight. We propose a fast method for rendering townscape images taking into account the skylight illuminance. In the proposed method, the rendering of images is accelerated by graphics hardware, and the calculation cost is reduced by using the idea of LOD(Level of Detail. The proposed method is efficient especially for rendering mass polygon data such as townscape. Furthermore, We extend our method to making animations., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 医用画像におけるインタラクティブな領域抽出システムの開発
熊澤 誠志, 土橋 宜典, 山本 強, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2003, 15, 87, 92, 2003年02月14日
計算機支援診断を目的とした,医用画像における自動領域抽出手法が少数提案されている.臨床診断では,これらの自動抽出結果に対し医師の手による抽出過不足の修正が必要となるため,この負担を軽減する手法の開発が期待されている.本稿では,対象とする臓器や病変部の計算機による自動抽出結果に対して,対象領域の抽出過不足の修正を簡便でインタラクティブに行える領域抽出手法を提案する.本手法ではモルフォロジ演算と領域拡張法の併用による対象臓器の自動抽出を行い,各領域に与えられた特微量に基づいて抽出過不足の修正をインタラクティブに行う.実際の頭部MRI画像データに対し,本手法を適用した結果を示す., 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 位置センサーを用いた直感的な雲のレンダリングシステムの開発(映像メディアおよび一般 : インターネット, デジタル放送, マルチメディア, 三次元画像, 視覚と画質評価, ITS等)
吉川 茂樹, 土橋 宜典, 山本 強, 映像情報メディア学会技術報告, 27, 8, 5, 10, 2003年02月03日
本研究では,3次元位置センサーをインタフェースとして使用し,3次元空間を直接ポインティングすることでユーザが直感的に雲を作成することができるシステムの開発を目指す.本システムによりユーザは意図する位置に意図する形状の雲を,インタラクティブに作成することが可能となる.従来の雲のモデリングシステムでは,リアルな雲を作成する方法は存在するが,ユーザが希望した形状の雲を作成するためには,計算コストが高いか,もしくはユーザによるパラメータ設定が煩雑であるなどの問題を抱えている.それに対して,本システムでは計算コストをかけることなく,簡単に雲を作成することができる., 一般社団法人映像情報メディア学会, 日本語 - 位置センサーを用いた直感的な雲のレンダリングシステムの開発
吉川 茂樹, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会技術研究報告. ITS, 102, 629, 5, 10, 2003年01月27日
本研究では,3次元位置センサーをインタフェースとして使用し,3次元空間を直接ポインティングすることでユーザが直感的に雲を作成することができるシステムの開発を目指す.本システムによりユーザは意図する位置に意図する形状の雲を,インタラクティブに作成することが可能となる.従来の雲のモデリングシステムでは,リアルな雲を作成する万法は存在するが,ユーザが希望した形状の雲を作成するためには,計算コストが高いか,もしくはユーザによるパラメータ設定が煩雑であるなどの問題を抱えている.それに対して,本システムでは計算コストをかけることなく,簡単に雲を作成することができる., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 位置センサーを用いた直感的な雲のレンダリングシステムの開発
吉川 茂樹, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会技術研究報告. IE, 画像工学, 102, 631, 5, 10, 2003年01月27日
本研究では,3次元位置センサ一をインタフェースとして使用し,3次元空間を直接ポインティングすることでユーザが直感的に雲を作成することができるシステムの開発を目指す.本システムによりユーザは意図する位置に意図する形状の雲を,インタラクティブに作成することが可能となる,従来の雲のモデリングシステムでは,リアルな雲を作成する方法は存在するが,ユーザが希望した形状の雲を作成するためには,計算コストが高いか,もしくはユーザによるパラメータ設定が煩雑であるなどの問題を抱えている.それに対して,本システムでは計算コストをかけることなく,簡県に雲を作成することができる., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 屈折を考慮した水中の物体にできるcausticsの高速表示法
岩崎 慶, 土橋 宜典, 西田 友是, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2002, 109, 41, 46, 2002年11月22日
コースティクスは光の集光発散によって生じる光学的効果である。コースティクスの表示に関する研究はいままでにいくつかなされてきているが、その複雑さゆえに計算コストが高いという欠点がある。近年、グラフィクスハードウエアの高性能化が急速に進んでおり、これを利用した写実的な画像生成の高速化の研究が盛んに行われている。そこで本研究では、水上から見た水中の物体にできるコースティクスをグラフィクスハードウエアを利用して高速に表示する手法を提案する。このとき、水面での視線の屈折を考慮する。提案法では、水中の物体の周辺に仮想的な平面を設定し、物体表面上のコースティックをこの平面を用いて計算し、テクスチャとして保持する。そして、リフラクションマッピングを利用することで水面における屈折を考慮する。, 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - LH-4 EPI画像におけるゴーストアーチファクトの低減(H. 生体情報科学)
熊澤 誠志, 山本 強, 土橋 宜典, 情報技術レターズ, 1, 0, 123, 124, 2002年09月13日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - LJ-1 天空のアダプティブサンプリングによる天空光を考慮した屋外景観画像の高速生成(J. グラフィクス・画像)
高田 信太郎, 土橋 宜典, 山本 強, 情報技術レターズ, 1, 0, 165, 166, 2002年09月13日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - J-9 乱数を用いた動き推定による降雪の効率的シミュレーション(レンダリングと自然物,J.グラフィクス・画像)
山田 文裕, 土橋 宜典, 山本 強, 情報科学技術フォーラム一般講演論文集, 2002, 3, 219, 220, 2002年09月13日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - J-15 実際のカメラから推定した画像ベースの高速被写界深度レンダリング(レンダリングと自然物,J.グラフィクス・画像)
佐藤 倫也, 土橋 宜典, 山本 強, 情報科学技術フォーラム一般講演論文集, 2002, 3, 231, 232, 2002年09月13日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - LJ-2 メッシュレス法を用いた相互反射計算法の開発(J. グラフィクス・画像)
土橋 宜典, 山本 強, 西田 友是, 情報技術レターズ, 1, 0, 167, 168, 2002年09月13日
FIT(電子情報通信学会・情報処理学会)運営委員会, 日本語 - CMLを用いた火山噴煙のアニメーション
水野 良一, 土橋 宜典, 西田 友是, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2002, 77, 115, 120, 2002年08月08日
火山噴煙のアニメーションは自然災害時のシミュレーションなどに有用である。本稿では、リアルな火山噴煙のアニメーションを作成するため、高度による大気の密度の違いおよび火山噴煙中の固体部分の損失を考慮し、物理法則に基づいた火山噴煙の振舞いのモデルを提案する。このモデルは、ナビエー・ストークス方程式(N・S方程式)の一種として表わされる。そこで、低コストな解法であるCoupled Map Lattice(CML)などを用いて、このモデルのN・S方程式を効率よく、安定に計算する手法を提案する。これにより、我々は、火山噴煙のリアルな振舞いを実用的な計算時間で計算するシステムを実現する。このシステムでは、多様な形状の火山噴煙が噴出する様子をいくつかのパラメータを変更するだけで計算することができる。そして、火山噴煙の振舞いの計算結果からリアルな画像をレンダリングする。以上により、火山噴煙が噴出する様子のアニメーションを効率よく、安定に生成する手法を確立した。, 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - fMRIにおける時系列画像間の頭部位置補正
熊澤 誠志, 山本 強, 土橋 宜典, 電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像, 102, 223, 7, 12, 2002年07月12日
ファンクショナルMRI(fMRI)による脳機能解析において問題となるのが,実際には神経活性のない部位(偽活性部位)も脳機能画像に描出されることである.偽活性部位描出の主要因は,撮像中における被験者の不随意的な頭部全体の動き,呼吸,拍動などの生理的な動きである.fMRI脳機能画像において神経活性部位を真に検出するには,fMRI時系列画像データから被験者の生理的な動きの影響を取り除く必要がある。本研究ではfMRI時系列画像中の被験者の動きを画素毎のオプティカルフローとして推定する手法を提案し,提案手法によって推定されたオプティカルフローに基づいて画像信号強度を補正することで被験者頭部の位置ずれ補正を行った.提案手法の妥当性を示すため,被験者の生理的な動きをシミュレーションした時系列画像データに対して本手法を適用し,本手法の動き推定精度の検証を行った.また実際のfMRI時系列画像データに本手法を適用した結果,従来の位置ずれ補正手法と比較して高精度に神経活性部位を描出できることを示した., 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 計算流体力学を用いた雲のアニメーション作成法の開発(<特集>コンピュータアニメーションおよび一般)
宮崎 玲, 土橋 宜典, 西田 友是, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 2002, 33, 43, 48, 2002年04月19日
雲などの自然現象のシミュレーションはCGにおいて重要な研究分野の一つである。とりわけ雲は景観画像の作成において重要な役割を果たす。雲は大気流体を可視化したものと言えるので、リアルな雲を作成するには、流体シミュレーションに基づく手法が有効である。本稿では、乱流の渦による特徴的な形態の積雲・積乱雲のアニメーションを作成するために、大気流体をモデル化し、偏微分方程式の数値解析をベースとしたシミュレーション手法を提案する。, 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - グラフィックスハードウェアを用いた水面波によるcaustics の高速表示法
岩崎 慶, 西田 友是, 土橋 宜典, 第64回全国大会講演論文集, 2002, 1, 45, 46, 2002年03月12日
日本語 - D-12-89 輝度分布テーブルを利用した雪の高速レンダリング
山田 文裕, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2002, 2, 2002年03月07日
電子情報通信学会, 日本語 - D-12-92 ドライブシュミレータのための水滴のリアルタイムレンダリング手法
佐藤 倫也, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2002, 2, 2002年03月07日
電子情報通信学会, 日本語 - Motion correction of physiological movements using optical flow for fMRI time series
S Kumazawa, T Yamamoto, Y Dobashi, IEICE TRANSACTIONS ON INFORMATION AND SYSTEMS, E85D, 1, 60, 68, 2002年01月
In functional brain images obtained by analyzing higher human brain functions using functional magnetic resonance imaging (fMRI), one serious problem is that these images depict false activation areas (artifacts) resulting from image-to-image physiological movements of subject during fMRI data acquisition. In order to truly detect functional activation areas, it is necessary to eliminate the effects of physiological movements of subject (i.e., gross head motion, pulsatile blood and cerebrospinal fluid (CSF) flow) from fMRI time series data. In this paper, we propose a method for eliminating artifacts due to not only rigid-body motion such as gross head motion, but also non-rigid-body motion like the deformation caused by the pulsatile blood and CSF flow. The proposed method estimates subject movements by using gradient methods which can detect subpixel optical flow. Our method estimates the subject movements on a "pixel-by-pixel" basis, and achieves the accurate estimation of both rigid-body and non-rigid-body motion. The artifacts are reduced by correction based on the estimated movements. Therefore, brain activation areas are accurately detected in functional brain images. We demonstrate that our method is valid by applying it to real fMRI data and that it can improve the detection of brain activation areas., IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG, 英語 - グラフィックスハードウェアを用いた水の色および水中の光跡の高速表示法
岩崎 慶, 土橋 宜典, 西田 友是, 情報処理, 42, 9, 41, 44, 2001年09月15日
一般社団法人情報処理学会, 日本語 - D-12-28 大気による光の散乱および屈折を考慮したリアルな太陽のレンダリング
山田 文裕, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 2001, 0, 203, 203, 2001年08月29日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - D-12-29 テクスチャマッピングを利用した水滴のリアルタイムレンダリング
佐藤 倫也, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 2001, 0, 204, 204, 2001年08月29日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - D-12-30 散乱光強度のアダプティブサンプリングによるグラフィックスハードウェアを利用した光跡の高精度・高速レンダリング
土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 2001, 0, 205, 205, 2001年08月29日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - D-16-4 functional MRIにおける時系列画像間の動き推定
熊澤 誠志, 山本 強, 土橋 宜典, 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 2001, 0, 277, 277, 2001年08月29日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - グラフィックスハードウェアの利用による光の多重散乱を考慮した雲の高速レンダリング
土橋 宜典, 西本 暢生, 金田 和文, 山下 英生, 画像電子学会誌, 30, 4, 362, 370, 2001年07月25日
近年,コンピュータ·グラフィックスを用いて,雲や炎,波などの自然現象を表示する試みが多く行われている.本論文では,雲の画像を高速に生成する手法を提案する.雲はアルベドの高い粒子から構成されており,多重散乱光成分の影響が大きいということが知られている.提案手法では、雲の密度分布はメタボールの集合により表現する.メタボールはその内部に濃度分布を割り付けた球であり,メタボール間での光を授受を計算することで多重散乱を考慮した雲のレンダリングを行う.このとき,標準グラフィックスAPIの一つであるOpenGLを用いて画像生成を行い,メタボールを階層的にグループ化することで,計算時間の短縮とメモリの大幅な削減を実現する.提案手法を屋外景観画像に適用しその有用性を示す., 画像電子学会, 日本語 - グラフィックスハードウェアを用いた水面下における物体上のcausticsの表示法
岩崎慶, 土橋宜典, 西田友是, Visual Computing グラフィクスとCAD合同シンポジウム予稿集, 2001, 19, 24, 2001年06月21日
日本語 - D-12-108 グラフィックスハードウェアを利用した水滴のリアルタイム表示手法の開発
佐藤 倫也, 土橋 宜典, 山本 強, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 2001, 2, 275, 275, 2001年03月07日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - グラフィックスハードウェアを用いた光跡の高精度・高速レンダリング法(論文<小特集>コンピュータグラフィックス)
土橋 宜典, 山本 強, 西田 友是, 映像情報メディア学会誌 : 映像情報メディア, 55, 7, 1019, 1024, 2001年
An important element in enhancing the reality of computer graphics is the effect of atmospheric scattering. This effect creates shafts of light when atmospheric particles are illuminated. We have developed an accurate and fast method for displaying shafts of light produced by studio spotlights. To calculate the intensity of the light reaching the viewpoint, multiple semi-transparent planes are placed in front of the viewpoint. The intensities of these planes are set to the intensities of the light reaching the viewpoint. The shafts of light are displayed based on the intensities of the plan..., 一般社団法人映像情報メディア学会, 日本語 - 2ZC-6 セルオートマトンを用いた雲のシミュレーションとその表示(レンダリングとアニメーション,一般講演,インタフェース)
土橋 宜典, 西田 友是, 沖田 豪, 全国大会講演論文集, 59, 4, "4, 147"-"4-148", 1999年09月28日
一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 全天候型天空光モデルを用いた屋外景観画像の高精度高速表示法
金田 和文, 富田 和弘, 山下 英生, 土橋 宜典, 画像電子学会誌, 28, 4, 349, 357, 1999年08月25日
画像電子学会, 日本語 - モデル生成にGAを用いた汎関数展開可能な系の同定
津村 仁, 沖田 豪, 土橋 宜典, 電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題, 99, 42, 23, 30, 1999年05月14日
システム科学の発展や社会的要求により、さまざまな複雑な非線形システムを扱う機会が多くなってきた。現実に遭遇するシステムではパラメータはもちろんのこと、その構造もわからない場合がある。システムの構造に関する先験情報が乏しい場合、適切な候補モデルを仮説することは困難になってくる。そこで、本論文では、汎関数展開可能な系を対象とし、候補モデルの生成にGAを適用したシステムの同定手法について提案する。システムのパラメータは最尤法により推定され、モデルは事後確率の信頼性を考慮しベイズの定理により評価される。本手法の有効性をディジタルシミュレーションにより検証する。, 一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - D-12-141 衛星画像を用いた広範囲の雲の生成手法
土橋 宜典, 西田 友是, 沖田 豪, 電子情報通信学会総合大会講演論文集, 1999, 2, 314, 314, 1999年03月08日
一般社団法人電子情報通信学会, 日本語 - 順・逆両問題アプローチを統合したインタラクティブ照明設計システムの開発
土橋 宜典, 中谷 秀貴, 金田 和文, 山下 英生, 画像電子学会誌, 27, 4, 349, 359, 1998年08月25日
画像電子学会, 日本語 - 可変カラーマップを用いた高速ボリュームレンダリング手法
金田 和文, 山本 和徳, 土橋 宜典, 山下 英生, 計算工学講演会論文集, 2, 2, 487, 490, 1997年05月28日
日本計算工学会, 日本語 - 時間変化を伴うボリュームデータのWaveletを用いた高速レンダリング法
土橋 宜典, 金田 和文, 山下 英生, 西田 友是, 情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告, 96, 98, 1, 8, 1996年10月09日
コンピュータ・グラフィックスを用いて、3次元場に分布する数値データを可視化する手法の一つにボリューム・レンダリング手法がある。時間変化を伴う3次元データを可視化する場合、各時刻においてボリューム・レンダリングを行い画像を生成しなければならず、多くの計算時間を必要とする。しかし、多くの3次元データでは、時間軸方向での類似性(コヒーレンシー)を有する。そこで、本稿では、冗長性を取り除くことにより画像生成時間を短縮する手法を提案する。提案手法では、3次元データを時間軸方向にwavelet 変換することにより、時間軸方向の冗長性を取り除き、計算時間の短縮をはかる。, 一般社団法人情報処理学会, 日本語 - 物理量-色変換関数のフーリエ級数展開を用いた高速ボリュームレンダリング手法
山本 和徳, 土橋 宜典, 金田 和文, 山下 英生, 計算工学講演会論文集, 1, 1, 27, 30, 1996年05月29日
日本計算工学会, 日本語 - 天空光照度の基底関数表現を用いた屋外環境下における高速レンダリング手法
土橋 宜典, 金田 和文, 山下 英生, 西田 友是, 画像電子学会誌, 24, 3, 196, 205, 1995年06月25日
画像電子学会, 日本語 - 配光特性の基底関数表現を用いたインタラクティブ室内照明設計システムの開発
土橋 宜典, 金田 和文, 中谷 秀貴, 山下 英生, 西田 友是, 全国大会講演論文集, 50, 2, 421, 422, 1995年03月15日
近年、コンピュータ・グラフィックスが照明設計に多く利用されるようになってきている。コンピュータ・グラフィックスを用いれば、照明器具の種類や輝度等を変更し、様々な視点から、視覚的に事前評価を行なうことができる。しかし、これまでのレンダリング手法では、光源の種類を変更した場合には、全ての計算をはじめからやり直さなくてはならないため、画像作成に時間がかかり、インタラクティブに画像生成を行うことは困難であった。本論文では、この問題を解決する方法として、点光源の配光特性を基底関数を用いて表現し、視点や光源に関するパラメータを変更した場合でも、高速に画像生成の行なえるインタラクティブ照明設計システムを提案する。, 一般社団法人情報処理学会, 日本語
書籍等出版物
- Mathematical progress in expressive image synthesis : symposium MEIS2016
土橋, 宜典, 鍛冶, 静雄, Symposium : Mathematical Progress in Expressive Image Synthesis
Institute of Mathematics for Industry, Kyushu University : Graduate School of Mathematics, Kyushu University, 2016年, v, 82 p., 英語 - Mathematical progress in expressive image synthesis : symposium MEIS2015
落合, 啓之, 土橋, 宜典, Symposium : Mathematical Progress in Expressive Image Synthesis
Institute of Mathematics for Industry Kyushu University : Graduate School of Mathematics, Kyushu University, 2015年, vi, 124 p., 英語 - Mathematical progress in expressive image synthesis : symposium MEIS2013
安生, 健一, 落合, 啓之, 土橋, 宜典, 溝口, 佳寛, 鍛冶, 静雄, Symposium: Mathematical Progress in Expressive Image Synthesis
九州大学マス・フォア・インダストリ研究所 : 九州大学大学院数理学研究院グローバルCOEプログラム「マス・フォア・インダストリ教育研究拠点」, 2013年, vi, 154 p., 英語 - Jim Blinn's Corner 日本語版(2) Dirty Pixels
西田, 三浦, 土橋, 有我, 望月, 中里, 橋本
オーム社, 2004年, ［分担執筆］ - Jim Blinn's Corner 日本語版(1) A Trip Down the Graphics Pipeline
西田, 三浦, 土橋, 有我, 望月, 中里, 橋本
オーム社, 2004年, ［分担執筆］
共同研究・競争的資金等の研究課題
- 視覚の多様性に配慮した質感照明環境の構築
科学研究費助成事業
2024年04月01日 - 2029年03月31日
溝上 陽子, 佐藤 弘美, 堀内 隆彦, 土橋 宜典, 井上 信一
日本学術振興会, 基盤研究(B), 千葉大学, 24K03024 - コンピュータグラフィックスにおける結晶のデザインに関する研究
科学研究費助成事業
2023年04月01日 - 2027年03月31日
佐藤 周平, 土橋 宜典, 岩崎 慶
日本学術振興会, 基盤研究(B), 法政大学, 23H03514 - 2次元・3次元流体解析のカップリングによる高解像度流体映像の高速生成
科学研究費助成事業
2023年04月01日 - 2026年03月31日
土橋 宜典, 佐藤 周平
日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23H03512 - 詳細形状と反射特性を考慮した小型昆虫標本のためのフォトグラメトリ法
科学研究費助成事業
2022年04月01日 - 2025年03月31日
井尻 敬, 土橋 宜典, 小檜山 賢二
日本学術振興会, 基盤研究(B), 芝浦工業大学, 22H03710 - 計測スペクトラルBRDFの解析・編集・推定による高精細な質感表現
科学研究費助成事業
2021年04月01日 - 2025年03月31日
岩崎 慶, 土橋 宜典
実世界の材質の反射率(BRDF)を，波長を考慮して計測した計測スペクトラルBRDFの表現力を高めるために，計測スペクトラルBRDFを解析し編集する手法の研究開発を行なっている．2021年度は，反射率の5次元テーブル(入射方向2次元・反射方向2次元・波長1次元)である計測スペクトラルBRDFを，解析モデルによるパラメトリック表現する手法の研究開発を行なった．具体的には，広く用いられているCook-Torrance BRDFモデルへのフィッティングを行なっている．フィッティング精度を定量的に評価するために，スペクトラルレンダラの実装も行った．
また，本来2023年度に実施予定であった，計測スペクトラルBRDFの意味的解析も同時に行なった．具体的には，計測スペクトラルBRDFを拡散反射成分と鏡面反射成分に分離する手法を開発した．拡散反射成分を方向成分と波長成分に分離し，鏡面反射成分を方向成分と方向によって色が変化する波長成分に分離するモデルを開発した．これにより，従来手法よりも精度良く元の計測スペクトラルBRDFを再現することが可能となった．また，拡散・鏡面反射成分の方向成分を主成分分析することでハイライトの鋭さや大きさを編集することを可能とした．さらに，Belcourらが提案した，構造色を考慮したフレネル反射モデルを用いて，鏡面反射成分の色成分をフィッティングすることで，鏡面反射成分の色を編集する手法も実装した．
日本学術振興会, 基盤研究(B), 和歌山大学, 21H03571 - 3次元質感の脳内表現の解明
科学研究費助成事業
2020年11月19日 - 2025年03月31日
神谷 之康, 土橋 宜典
本研究課題では、脳-機械信号変換を3次元モデルに拡張することにより、3次元質感の脳内表現の解明を進めている。コンピュータビジョンやコンピュータグラフィックス分野で開発されてきた2次元画像から3次元構造への変換モデル（２D-3Dモデル）を、脳内の階層的情報表現のプロキシとして用いる。２D-3Dモデルの信号とfMRIで計測する脳活動信号を、脳デコーディングにもとづく脳-機械信号変換によって関連付けることで、世界の実在感を生み出す質感情報表現の解明を目指している。2021年度は、同一の刺激を入力したときのDNNモデルの活動値と脳の活動パターンの関係を定量化する一般的なアルゴリズムを完成させた。また、再構成画像に主観を反映させられることを実験的に証明する研究を発表した。２D-3Dモデルに関しては、ボクセルおよびメッシュ出力をもつモデルを探索し、脳活動パターンからのモデルの内部信号を高精度で予測できることを確認した。また、予測（デコード）されたモデルの内部信号から3次元形状を再構成するための基盤的技術を開発した。CG研究に関しては、物理方程式に基づいたリアルで立体感のある映像の生成のため、仮想物体の輝度および動きという二つの観点から研究を進めている。２０２１年度は、３次元質感を再現する基盤技術として、インタラクティブなパレットベースの色変換のための最適化手法を開発した。また、人工光源を考慮した夜空の効率的な描画に関する研究発表を行った。
日本学術振興会, 学術変革領域研究(A), 株式会社国際電気通信基礎技術研究所, 20H05954 - 質感照明評価法の確立に向けた照明特性と質感認識の定量化
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
2019年04月01日 - 2024年03月31日
溝上 陽子, 土橋 宜典, 阿山 みよし, 石川 智治, 津村 徳道
コンピュータグラフィックス技術を活用した照明の拡散度と質感再現の関係性の解明に関する研究を進めた。CG環境において照明の拡散度が物体の見えに与える影響を実験し、実空間での結果と比較検証した。実験刺激には3種類の質感の異なる球体を用いた。さらにその表面に凹凸を加えた刺激も追加して実験を行った。被験者は、複数の環境マップでレンダリングされた観察画像を観察することにより質感を記憶した。その後、7段階の拡散度条件でテスト刺激の質感再現評価を行った。CG環境における質感判断の安定性には、物体の素材および表面形状の影響が示唆される結果を得た。また、実空間において曲面を持つ立体や、明度や色が異なる場合に、照明の拡散度が様々な印象に影響を調べた。実験では、表面に正弦波状の凹凸を持つ無彩色の円柱、平面、および曲率を変えた刺激を、３段階の照明拡散度条件で観察し、光沢感と凹凸感を評価した。その結果、照明の拡散性と、光沢感・凹凸感の関係には、円柱の曲率による影響もあることが示唆された。
布の実際的なサンプルを用いた実験と検証も継続して行った。指向性光と拡散光を組み合わせた照明光下で凹凸のある一枚の布地を観察させた場合に、指向性光による明るい領域と拡散光によるそれ以外の領域の情報をどのように統合して布地全体の明度判定を行っているのかについて検討し、論文にまとめた。その他、照明の色と物体の色認識の関係、照明の距離が紙の表面反射特性に与える影響の測光的解析および質感知覚との関係、Web会議環境での照明が顔の見えに与える影響等についても検証した。
日本学術振興会, 基盤研究(B), 千葉大学, 19H04196 - パラメータ調整が不要な誤差推定付き高精細画像生成技術の開発
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
2018年04月01日 - 2021年03月31日
岩崎 慶, 土橋 宜典
本研究では，多光源レンダリング法に着目し誤差推定法を提案する．多光源レンダリング法は，多数の仮想的な点光源(Virtual Point Light, 以降VPLと略す)を用いて，輝度を計算する点（以降，シェーディング点と呼ぶ）への照明を表現する手法である．多光源レンダリング法は，アルゴリズムがシンプルで用途が広いため，商業用デザインソフトウェアにも採用されている．多光源レンダリング法では，高精細な画像を生成するために通常数十万から数百万のVPLを使用する．すべてのVPLを用いてシェーディング点での反射光の輝度を計算することは計算コストが高いため，VPLをクラスタリングして高速化する手法が主流となっている．しかしながら，VPLをクラスタリングする手法では，クラスタリングによる誤差を制御できていないという問題点がある．クラスタリングによる誤差はアーティファクトやノイズとして画像に現れるため，誤差を制御できないと，所望の画質を得るためにはクラスタリングに関するパラメータ調整の試行錯誤が必要となり，ユーザに多大な負担がかかる．本研究は，真値との誤差を精度よく推定し，誤差を制御することで，パラメータ調整を不要とする効率的かつ実用的な画像生成法を提案する．画質に関する2つの直感的なパラメータを指定するだけで，1度のレンダリング（画像生成）で所望の画質を得ることを目標とする．
2018年度は，関与媒質・アンチエイリアシング・被写界深度を考慮した画像生成における誤差推定法を提案した．従来手法であるMultidimensional Lightcutsと比較して，推定精度を2倍以上向上させた．
日本学術振興会, 基盤研究(B), 和歌山大学, 18H03348 - 多様な質感認識の科学的解明と革新的質感技術の創出
科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
2015年11月06日 - 2020年03月31日
西田 眞也, 岩井 大輔, 堀内 隆彦, 佐藤 いまり, 中内 茂樹, 岡嶋 克典, 南本 敬史, 土橋 宜典, 神谷 之康, 佐藤 洋一, 梶本 裕之, 坂本 真樹
（西田班）澤山が仏国INRIAに短期滞在して、固有画像分解に関する共同研究を進めた。独国Giessen大学からの実習生と弾性物体知覚の研究を立ち上げた。欧州質感プロジェクトであるDyViToとの連携も深めた。（南本班）米国NIHのRichmond博士ら３名を招聘し、サル局所脳活動のDREADD制御法、多点電極留置手術に関する技術支援を受け、価値判断や情動の神経回路基盤、側頭葉における質感情報処理機構についての共同研究を推進した。（土橋班）米国ノーザンブリア大学と羽虫の動きのシミュレーションに関する共同研究を実施した。Nelson Max (UC Davis)、Theodore Kim (Pixer)との共同研究も進めた。（梶本班）米国MITに滞在し、電熱ワイヤに熱を加えることによる高速な振動を触覚提示に利用する手法についてハードウエアの作成および評価を行った。（坂本班）音象徴語を用いた質感評価に対する国際比較研究の一環として、上海交通大学の呂研究室と、中国語話者を対象とする実験を行った。（岩井班）Punpongsanonが米国MIT CSAILのMueller研究室に短期滞在し、食べ物を出力する3Dプリンタを用いて、様々な食質感を生成する方法について議論し、内部構造や表面微細構造が食質感に与える影響を調査するための予備的な実験を進めた。（佐藤班）米国Simon Fraser大などとの共同研究を進めた。（岡嶋班）英国Oxford大学Spence研究室を訪問し、食品のクロスモーダル研究に関する研究打合せと予備実験を行なった。（堀内班）富永が米国の国際会議Electronic Imagingの質感関連のセッションに出席し、会議チェアの Ingeborg博士らと意見交換した。また、スタンフォード大学のWandell教授を訪問し蛍光物体の蛍光と反射の分光推定などについて討論をした。
日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 日本電信電話株式会社NTTコミュニケーション科学基礎研究所, 15K21742 - コンピュータグラフィクスによる質感表現技術
科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
2015年06月29日 - 2020年03月31日
土橋 宜典, 井尻 敬, 岡部 誠, 岩崎 慶, 藤堂 英樹
質感の表現・解析・編集に関する研究、それぞれについて、本年度の成果を述べる。
・質感の表現に関して：代表者の土橋は、任意の質感を表現可能な特殊な反射板の設計手法を1件の国際論文としてまとめ成果発表を行った。この成果は国内シンポジウムでの招待講演としても発表した。また、音の質感表現として、大気中の音の伝播解析を高速に行う手法を開発し、国内研究会にて成果発表を行い、技術論文賞を受賞した。この他、CGにおける簡易陰影表現（Ambient Occlusion）の高速計算など、3件の国内研究発表と1件の国際会議招待講演を行った。分担者の井尻は、深層学習を用いて文字の質感を転写する試みを開始し、その成果を1件の国内研究会と1件の国際会議にて発表した。また、これまでの成果をまとめたものを国際会議の招待講演として発表した。分担者の岩崎は、流体解析の高速化に関する研究を1件の国際論文誌にて発表した。また、輝度計算における誤差推定および微細構造物のBRDF推定法に関して、それぞれ、1件ずつ計2件の国内研究会にて発表を行った。前者を発展させた研究は国際会議にて発表した。分担者の藤堂は、散乱物体の高速レンダリング手法を開発し、国内研究会で発表した後、国際論文誌にまとめた。
・質感の解析に関して：代表者の土橋は、透明物体の知覚的等価性に関する実験を行い、不透明物体の知覚的等価性との違いを明らかにし、国内研究会にて発表した。分担者の井尻は、VR環境下における3次元空間知覚に関して、双眼鏡により引き起こされる錯視に関する研究を国内研究会にて発表した。
・質感の編集に関して：代表者の土橋は、流体の質感編集に関する研究を2件の国際論文としてまとめ成果発表を行った。これらは国内シンポジウムの招待講演としても発表した。分担者の岡部は、インタラクティブな動画修復手法を開発し、国内研究会にて発表した。
日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 北海道大学, 15H05924 - デジタル映像数学の構築と表現技術の革新
戦略的創造研究推進事業ＣＲＥST
2010年 - 2015年
安生健一
科学技術振興機構, 競争的資金 - テクスチャ投影による3次元実体モデルへの高度注釈情報表示法の研究
科学研究費助成事業 基盤研究(C)
2009年 - 2011年
山本 強, 土橋 宜典
ラピッドプロトタイピングシステムで作成される3実体モデルを想定し、その表面に高度な注釈情報をリアルタイムに投影することを可能にする情報表示システムの基盤技術を開発した。3次元実体モデルの6自由度位置測定法の開発と、投影する注釈データの構造を提案し、実験システムを開発した。その成果を応用し、複雑な部品組み立てを想定した組み立てガイダンスシステムを提案し、実装した。
日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 21500115 - 超高精細CG画像の高速生成に関する研究
科学研究費助成事業 基盤研究(C)
2008年 - 2011年
土橋 宜典, 岩崎 慶
これまでCGにおいて扱いが困難であったガス状物体や変形物体の高速表示手法を開発した.提案手法では,あらかじめデータベースを構築しておくことによって,高速に画像を生成する.提案法によって,雲や人物,布などの形状が時々刻々と変化する映像を画像1枚あたり,0.1秒程度で作成することが可能となった.従来法では,数分から数十分の時間を要していた.
日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 20500082 - ネットワーク情報配信プラットフォームとしての高自由度映像方式－ハイパーリンクムービーの実現－
戦略的情報通信研究開発推進制度
2005年 - 2007年
長谷山美紀
総務省, 競争的資金 - 実空間と仮想空間の融合のための仮想物体の高精度輝度計算に関する研究
科学研究費助成事業 若手研究(B)
2002年 - 2004年
土橋 宜典
本年度は、ポイントモデルを用いた仮想物体の高精度輝度計算、空・雲の高速表示の研究を行った。さらに、画像だけでなく、音まで加えることで仮想空間のリアリティの向上を図った。それぞれについて、概要を述べる。
・ポイントモデルによる仮想物体の表示
本研究では、ポイントサンプルジオメトリのための相互反射計算法を開発した。サンプル点の集合で表現された3次元物体からメッシュを発生させることなく相互反射計算を行う。メッシュ構築の手間を軽減し、記憶容量の削減が実現できる。
・空の高速表示
空の色を忠実に表現するために,天空光の輝度計算を多重散乱まで考慮して行う必要があるが,この多重散乱の計算は非常に複雑であり,膨大な計算コストがかかってしまう.本研究では,光の多重散乱の計算を効率よく行う手法を開発した。大気を仮想的な層(サンプリングシェル)に分割し,それらの層上での微粒子による散乱光の輝度分布を散乱マップと呼ぶテクスチャとして扱うことで,グラフィクスハードウェアを効果的に使用した手法を開発した.
・雲の高速表示
流体シミュレーションなどで得られる雲密度のボリュームデータを可視化するためには、光源方向の光の減衰とおよび視点方向の光の減衰を考えなければならない.従来法では、ボリュームデータを光源方向と視点方向にそれぞれ垂直にスライスを取ることによって減衰の計算を行っていた.本稿ではシャドウ・ビュースライスという光源方向と視点方向間のスライスを取ることにより、二つの計算のプロセスを統合し、従来法よりも計算コストを削減した手法を提案する.
・炎の音のシミュレーション
本研究では、炎によって生じる音のシミュレーション手法を提案する。炎の音は流体中の渦の非定常運動が主原因であるため、流体解析結果から渦度分布の時間変化から計算する。
日本学術振興会, 若手研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 14750271 - 仮想空間におけるジオラマ作成システムの開発に関する研究
研究助成
2002年 - 2002年
土橋宜典
中山隼雄科学技術文化財団, 研究代表者, 競争的資金
