統計的手法に基づく種の特徴を保持する樹木形状の生成手法に関する研究(コンピュータグラフィックス)
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概要
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本研究は,三次元コンピュータグラフィックスにおける樹木形状の生成において,統計学に基づく分析手法により樹木形状を自動的に分析し,種の特徴と自然な多様性を兼ね備えた樹木形状を自動生成するための手法を提案している.樹木は自然景観や街並みなど,様々なシーンに用いられる重要なオブジェクトの一つであり,これまで数多くの形状生成に関する研究が行われている.多数の樹木を用いるシーンでは,同じ種の樹木をそれぞれの形状が異なるように生成する必要がある.そのため,これまでの樹木形状生成に関する研究では,対象とする樹木の特徴に合わせた形状生成アルゴリズムを考案し,乱数や生長シミュレーションなどによって多様性を表現することがほとんどであった.しかし,種の特徴をとらえた形状生成を行う際には,対象となる樹木について詳しく調査する必要があるので多くの作業を要し,また一般の利用者が生成システムに対して新たな種を追加することは困難であるという問題がある.本論文は,写真情報から得た樹木形状データを統計学に基づいて分析し,種の特徴と多様性を表現する樹木モデルを構築し,それに基づいて大量の樹木の自動生成を行うことを可能にする一連の手法を提案する.それらは,(1)統計学による分析を行うことを目的とした,様々な樹木の形状を包括的に扱うことのできる共通のデータ構造による表現手法,(2)統計学に基づく分析手法により樹木データを分析し,樹木パラメータの相互関係と値の分布を数理モデルで表現する手法,(3)分析に用いる樹木形状データを収集する手間を軽減することを目的とした,写真からの立体復元手法を用いた樹木パラメータの取得手法,からなる.以上の3手法を用いて,種の特徴に従う樹木形状の自動生成を実現する.最後に,一連の手法の有効性を検証するために,樹木形状の生成実験を行い,実際の樹木と比較することにより,種の特徴と自然な多様性をもつ樹木形状を自動生成することが可能であることを示す.
- 2006-05-01
著者
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