論文 - 赤木　康宏

A facial motion tracking and transfer method based on a key point detection 査読有り

Akagi Yasuhiro, Furukawa Ryo, Sagawa Ryusuke, Ogawara Koichi, Kawasaki Hiroshi

WSCG 2013, COMMUNICATION PAPERS PROCEEDINGS     頁： 137-144   2013年

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

Web of Science

A Study on the Animations of Swaying and Breaking Trees based on a Particle-based Simulation 査読有り

Y.Akagi, K. Kitajima

Journal of WSCG   20 巻 ( 1 ) 頁： 21 - 27   2012年6月

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担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

GFFD空間変形手法に基づくカメラ画像からの簡易足型モデリング 査読有り

近藤 聡, 赤木 康宏, 北嶋 克寛

精密工学会誌   76 巻 ( 4 ) 頁： 474-480   2010年

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

This paper proposes a novel method of generating a 3D virtual foot model from multiple camera image data based on the GFFD deformation method. 3D virtual foot models for individual persons can be generated easily and rapidly with considerably low cost. By estimating the cause of errors that can occur in the whole process and endeavoring to lower the errors, we succeeded to achieve satisfactory accuracy. The errors are mainly classified into two kinds. One occurs in transforming process with use of the GFFD deformation method and the other in obtaining 3D coordinates of feature points. So, we devoted ourselves to eliminate the cause of both errors and repeated experiments again and again. As a result, we got to get a 3D virtual foot model within acceptable error range. The average error is 1.32∼1.72mm.

並列処理を用いた樹木アニメーション制作支援システムに関する研究 査読有り

赤木 康宏, 北嶋 克寛

精密工学会誌   75 巻 ( 7 ) 頁： 859-864   2009年

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

In this paper, we propose a parallel processing technique for creating animation of swaying trees in the wind based on physical simulation. Our technique independently assigns each tree to computation nodes. The each node processes not only parallel rendering for tree shapes, but also parallel simulation of the wind and bending of branches. This independency reduces data traffics between nodes and realizes efficient parallel processing. When the each node independently simulates the wind, it is necessary to consider wind interactions between the upper and the lower side tree. Therefore, we realize cooperative wind simulation with independent cluster nodes, by inventing a novel method for estimates of wind velocity of lower-side trees from simulation results of upper-side trees. By synthesizing rendered images from each cluster, our system generates animations of swaying trees. Through many experiments using these techniques, it is shown that the efficiency of parallel processing for animation of swaying trees is verified.

GFFDに基づく顔形状モデリングに関する研究 査読有り

北嶋 克寛, 赤木 康宏, 山内 玲, 岡澤 直輝, 樋口 靖和

精密工学会誌   74 巻 ( 8 ) 頁： 883-890   2008年8月

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記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

In this paper, we propose a method of generating individual facial models based on a generic facial model with not only a skin model but also additional data such as skull model, facial expression muscle model, etc. When the generic facial model is transformed into individual facial models by GFFD (Generalized Free-Form Deformation), not only skin model but also additional data are automatically altered into a suitable state for individual faces at the same time. By using this method, we can easily do a simulation of facial expression or hairstyle without making additional data for each individual facial model.

背景画における陰影付け技法に基づくアニメ制作のための樹木の色域別レンダリング 査読有り

赤木 康宏, 片塰 満則, 北嶋 克寛

情報処理学会論文誌   49 巻 ( 3 ) 頁： 1489-1499   2008年3月

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記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

本研究では，アニメ制作に用いる，背景画と呼ばれる絵画における樹木の陰影付け技法に着目し，任意の作風を持つ背景画を生成することのできるNon-Photorealistic Rendering 手法を提案する．アニメ制作では，背景画と呼ばれる風景などを描いた1 枚の絵画に対して，登場人物などの動きを表現する複数のレイヤを合成することで1 つのシーンを構成する方法が一般に用いられる．背景画は作品の印象を決定づける重要な要素であるが，樹木を含む自然景観が背景となる作品の制作過程においては，扱う対象の量や形状の複雑さなどから，すべてを人手で行えば膨大な作業を必要とする．本論文では，絵筆により樹木を描画する際の手順を分析し，葉の配色および陰影付けが画家固有の作風を決定する主要な要因の1 つであることを示し，CG で用いられる樹木モデルの持つ様々な情報（葉の位置および法線，枝の接続関係，枝につく葉の集団の重心など）に基づき，各色の占める領域を容易に制御できる新たな手法を提案する．これにより任意の作風を持つ背景画を生成することが容易になる．色域の制御に関しては，背景画において広く用いられる，詳細形状の簡略化，空気遠近法などの描画技法に基づき，5 種類の制御関数を提案する．著者らが開発した写実的な「風に揺れる樹木のアニメーション生成システム1) 2)」に本手法を適用し，豊かな動きを持つ背景画の自動生成を可能にした実例を示す．最後に，本手法に基づくアニメーション生成を行い，任意の作風を持った映像の生成が可能であることを比較実験などにより検証する．In this paper, we describe a non-photorealistic rendering (NPR) framework for generating background art in animation. The background art, in many cases that is a Landscape Painting, is generally used in animation productions. One background art and multiple layers of moving characters compose a scene. The background art is one of most important factor for making the impression of an animation. We propose, in particular, a NPR technique that can reproduce painting techniques characteristic of background art such as leaf painting based on just a few colors, shading to produce a spherical effect, and aerial perspective. This technique can generate dynamic background art having a swaying motion in the wind by applying the animation generation tool for swaying trees developed by the authors 1),2) The proposed method, in contrast, is based on a painting technique for background art, which enables it to pick up features of the target work of art and to reproduce its style.

Study on a method of generating a 3D virtual foot model with use of a measuring technique based on multiple camera image data 査読有り

Kondo Satoshi, Akagi Yasuhiro, Kitajima Katsuhiro

PROCEEDINGS OF SICE ANNUAL CONFERENCE, VOLS 1-8     頁： 7-11   2007年

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記述言語：英語  

Web of Science

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 査読有り

赤木 康宏, 北嶋 克寛

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)   89 巻 ( 5 ) 頁： 1019-1035   2006年5月

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記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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.

物理シミュレーションに基づく風に揺れる樹木のアニメーション 査読有り

赤木 康宏, 佐波晶, 北嶋 克寛

情報処理学会論文誌   46 巻 ( 7 ) 頁： 1797-1809   2005年7月

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記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

本研究は，景観シミュレーションなどで用いられる樹木のCGモデルを用い，樹形や葉の大きさの違いによる気流の変化を考慮した風に揺れる樹木のアニメーションを生成するための手法を提案している．複雑な形状を持つ樹木周辺の風のシミュレーションを行うためには，枝や葉などの風を遮る物体が風に及ぼす影響を考慮する必要がある．風の物理シミュレーションモデルにおいて非圧縮性流体におけるNavier-Stokesの方程式を用いると，一般に次のような問題が生じる．樹木形状の詳細な形状までを考慮すると，計算量が増大しリアルタイムのアニメーション生成が困難になる，という問題である．そこで，本論文では，枝や葉のように類似した形状を持ちかつ樹木全体に数多く存在するパーツを風速を減少させる単純な抵抗体としてモデル化し，抵抗体の空間分布を表す境界条件マップを樹木モデルから自動生成することにより，計算量を減らしリアルタイム性のあるアニメーション生成を可能にする新たな手法を提案している．また，本手法は，空間全体の風の動きに階層的な計算手法を適用することにより，樹木周囲の自然な風の流れや樹木どうしの影響などについても高速に計算することができるという特長を持つ．これらの特長に関する各種実験結果を示し，複雑なパーツ形状からなる樹木が風に揺れる様子のアニメーションを力学的な根拠に基づきかつ高速に自動生成できことを実証した．This paper presents a series of techniques for generating animations of trees swaying in the wind, in consideration of the influences that the tree shapes and leaf sizes give to the air current. To do the simulation of the wind around a tree having a complicated shape, it is necessary to consider the influence that some objects obstructing the wind such as leaves or branches give. Generally, the following problem occurs when we use the incompressible Navier-Stokes equations in a physical simulation model of the wind. Computational complexity increases because of considering the details of tree shapes, so it is difficult to generate the animations in real-time. Therefore, this paper proposes a novel method that reduces the computational complexity and realizes an animation in real-time, by means of a boundary condition map expressing space distribution of resistances from tree models automatically. In this case, we make a model as simple resistances decreasing the wind velocity from the parts that have similar shapes like leaves and branches. And also, it has another advantage that the influences between a tree and others can be rapidly calculated by using a hierarchical calculation method. Finally, through many experiments using these methods, it is shown that real-time animations of swaying trees in the wind can be realized.