【研究分野】メディア情報学・データベース

【研究領域課題番号】23650043 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

影 / データ可視化 / 錯視 / コンピュータグラフィクス / シャドウマップ / レンダリング / 影表現 / ソフトシャドウ / 可視化 / コンピュータグラフィックス / 視覚情報処理 / リアルタイム

【研究成果の概要】

科学シミュレーションや計測によって得られる多値データの可視化において、従来用いられてこなかった影の表現を利用することを目指し、コンピュータグラフィクス技術を用いた影の表示方法で残された課題の改善と多変量データの値を色、陰影、影に割り当てた表示法の提案を行った。さらに影の内外での同一色の認識、影表現法と読み取りの正確性について等の評価実験行い、データの読み取りやすさと表示の仕方の関係についての知見を得た。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011-04-28 - 2015-03-31

【配分額】3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)

【研究分野】医用生体工学・生体材料学

【研究領域課題番号】18300157 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

フィジオーム / バーチャル心臓 / 致死性不整脈 / コンピュータグフィックス / 電気生理学的特性 / コンピュータシミュレーション / スーパーコンピュータ / 可視化 / コンピュータグラフィックス

【研究成果の概要】

統合的人体シミュレーションを目指し、心臓の電気生理学的現象を再現するバーチャル心臓に必要な機能について研究した。スーパーコンピュータによる高速大規模計算技術、ヒト心臓形状抽出のための医用画像処理技術、コンピュータグラフィックスによるバーチャル心臓3次元興奮伝播の可視化技術、効果的なシミュレーションモデル構築のためのコンピュータ・インタフェースのソフトウェア技術など、さまざまな要素技術が更新された。さらに、研究成果の公開や研究資産の共通利用化を図ることにより、フィジオーム研究の連携促進を行うための基盤が整備された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】17,350千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 2,550千円)

【研究分野】経済史

【研究領域課題番号】17330078 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

経済史 / 貿易統計 / コンピュータ・グラフィックス / 可視化 / ユーザインターフェース / モデル化 / コンピュータ・グラフックス / コンピュータ・グラフィクス

【研究成果の概要】

本研究の目的は、近年急速な発展のみられるコンピュータ・グラフィックス(CG)技術とネットワーク環境を利用して、多国間・複数商品の貿易の歴史的トレンドを可視化(ビジュアル化)して提示する「3次元可視化システム」の開発と構築にある。本研究では、1947〜2000年の貿易統計データのうち、統合性の高いUnited Nations,Yearbook of international trade statisticsを基本的資料として利用した。本研究であらたに開発した「3次元可視化システム」は、複数の統計データのオーバーレイ表示や簡易年表との対応機能を実装したもので、貿易統計データを、コンピュータ上の3次元表示に適合したデータ規格への変換機能(「変換ツール」)と、変換したデータをビジュアル化して画面上に表示し、閲覧・操作を行う機能(「表示ツール」)の2つのツールより構成されている。「変換ツール」では、表計算ソフトで作成された貿易統計データを国際的なインターネット標準書式であるXML(Extended Markup Language:拡張可能なマーク付け言語)形式のデータに変換し、貿易統計の個々の数値データに、その構成要素である貿易国(地域)、貿易相手国(地域)、期間、単位(通貨・重量)などの属性を「タグ」により与えて、汎用的なデータ利用を可能にした。「表示ツール」は、インターネット閲覧ソフトを用いて3次元表示されたデータを閲覧・操作する際のプラグインソフトで、多国間の貿易額の時系列変化を地図上で表示するなどアニメーション技術による表示、3次元の座標軸を利用した複数の2次元グラフの立体的表示など、従来困難であった経済統計の効果的なビジュアル表示を可能にした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2007

【配分額】8,980千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 480千円)

【研究分野】計測工学

【研究領域課題番号】13750399 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

医用画像 / 頭部3次元モデル / コンピュータグラフィックス / 手術シミュレーション / 表情解析 / 画像診断 / 可視化 / 表情生成

【研究成果の概要】

画像診断においては,患部周辺の形状計測データから,高精度な3次元画像を構築し,医師が患部や異常部を特定する作業を支援する必要がある。また,人体各部の機能的な情報(変形や運動)についても,静的な形状の計測・可視化に加えて,診断を行う上での重要な手がかりとなっている。特に顔面形成外科や歯科分野においては,顔面骨格および顔表面形状を立体的に改変して形状の正常化を図り,形態異常に起因する咀嚼運動の障害、発音障害などの機能面を改善するとともに顔貌の審美障害を改善することが求められている。申請者は,98年より頭部の解剖学的構造と変形機構を正確に再現した3次元頭部モデルの構築に関する研究に従事してきた。その応用事例として,本研究課題において,九州大学歯学研究院中島昭彦教授の協力のもと医用画像データから高精度3次元頭部モデルを構築し,歯科における顎顔面形態の診断支援を行う実用的なシステムを構築し,その研究成果により工学・医学双方の学会において論文賞を受賞するに至った。現在,構築システムは九州大学歯学部付属病院にて試験運用中である。
現在,更なる形態表示の精度向上を目指すとともに,顎顔面運動の計測・可視化機能をも組み込むことで,形態・機能両面から顎顔面領域における歯科的診断・治療を支援するシステムの構築を目指している。本研究課題は、工学,歯学(医学)の領域をまたぐ学際的なテーマであるため,研究成果の発表は工学,歯学双方の学会において行い,双方の分野において広く成果を公表することを心がけた。尚,本課題遂行期間中の成果を纏めた学術論文投稿の準備を進めている段階である。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2001 - 2002

【配分額】2,400千円 (直接経費: 2,400千円)

【研究分野】園芸・造園学

【研究領域課題番号】01860005 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生態 / 景観 / 数値情報 / 可視化 / 快適 / 予測 / 評価 / コンピュータ・グラフィックス / 快適環境 / 画像処理

【研究成果の概要】

1.生態・景観予測評価システムの構築・運用・公開
生態予測評価モデル(樹木活力度を指標とする)と、景観予測評価モデル(視認性を指標とする)とを組み込み、地域・地区レベル数値情報を基に解析・評価を行い、結果を可視化するシステムを構築した。本システムは、ワークステーションとグラフィックス・コンピュータを中核とし、UT-net(東京大学高速ネットワーク)にネットワーク接続され、公開した。
コンピュータ・グラフィックスによる、生態・景観予測評価結果の可視化は、複数の研究分野における相互の解析・評価結果の理解に有効であることが明かとなった。これにより、ネットワークを利用した生態・景観共同研究の可能性を明らかにした。
2.モデル地区に当該システムの適用し、快適環境形成手法を検討した。
多摩ニュータウンをモデル地区にして、当該生態・景観システム運用により、複数の研究者によって、同一対象地における「生態」「景観」予測評価を実施し、両者の評価から新たな評価をおこなう手法を開発した。
3.他のケーススタディ地でのシステム実用
当該システムを「小笠原諸島」に適用した。生態・景観情報を新規に作成し、予測評価システムを適用した結果、その実用性が検証できた。

【研究種目】試験研究

【研究期間】1989 - 1991

【配分額】25,000千円 (直接経費: 25,000千円)

【研究分野】水工学

【研究領域課題番号】62302044 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

流体力学教育 / 数値流体力学 / 水工学教育 / 水理学教育 / 海岸工学教育 / パソコン・グラフィックス / 教育 / コンピューター・グラフィックス / 河川工学 / 海岸工学 / 水文学 / 流体力学 / アニメーション / 可視化

【研究成果の概要】

第一年度(昭和62年度)は、主に流体力学や海岸工学の基礎的問題に関して、理論解の与える数式に具体的数値条件を、パソコン・キーボードから任意に与え、それに応じ、計算がパソコン上で行われ、結果をグラフィックスとしてCRT上に表示するプログラムを作成・整備した。いわば、初心者向けのプログラムである。
第二年度(昭和64年度)においては、流れの場の美しさと複雑さを理解させることも目的の一つにし、より高度な内容について計算プログラムの開発とグラフィックスの整備を行った。したがって、初心者向けのものとは異なり、プログラムのアルゴリズムの理解よりは、計算結果を楽しみ、流体現象に親しませることに重点を置き、プログラム言語も初心者向けのBASICよりは、FORMATION、Pascal、Cなどに依ることとした。
作成したプログラムを内容別に分類すれば、次のようになる。
(1)流体現象の解析を行う高度なプログラム:任意形状の2次元および3次元場の流れ場の流速・密度(温度)・濃度分布を一般座標系
(boundary-fitted grid)により計算する汎用性の高いプログラムを開発し、山脈を越える流れ:大気-植生-土壌圏の環境の計算を行った。また、離散渦系法による乱流場の計算を行った。
(2)計算結果の表示に関するプログラム:いかに秀れた計算がなされても、それをわかり易く視覚表示できなければ、単なる数値のデータの山に過ぎない。そこで、計算結果をCRT上に表示するための3次元データのバード・アイ表示法;流線と流跡線の作図法;国土数値情報を利用したプログラムの教育効果の判定は、昭和63年8月の土木学会水工学研修会の講義の一つとして行い、一応の評価を得た。

【研究種目】総合研究(A)

【研究期間】1987 - 1988

【配分額】6,300千円 (直接経費: 6,300千円)