リアリスティック計算機合成ホログラムの物体光計算アルゴリズムの基礎研究

真实计算机生成全息图的物光计算算法的基础研究

基本信息

批准号：
13875070
负责人：
坂本雄児
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

申請した研究では計算機合成ホログラムにおいて,リアリスティックな立体像の合成に欠かせない、レンダリング技法の研究・検討を行うことを目的とした.特に、レンダリング技法の導入により,表示される立体像に隠面消去や陰影付け,金属やプラスティックなどの物体表面の質感や光沢などを立体像に付与することを中心として研究を行った.平成13年度および14年度の研究によって,以下の成果をあげた.1.ポリンゴンモデルで表された物体表面に乱数を基本とした方法によって,光の反射特性を付与する計算法を提案した.この計算法によって鏡面から完全拡散面までの様々な物体表面の質感が表現でき,よりリアルな立体像表示が可能となった.2.ポリゴンモデルを対象として隠面消去法である「影伝搬法」を提案した.これにより,裏側が透けて見える現象を除去し,複数の物体が存在する複雑な情景の立体表示への道を開いた.3.モデリング手法としてポリゴンモデルだけではなく,ボリュームデータモデルを対象とし,計算機合成ホログラムでのボリュームレンダリングアルゴリズムを提案した.これを医療用の3次元データに適用し,頭部立体像の表示に成功した.これには,上記の計算法が導入され,陰影付けや隠面消去などのレンダリングが実現されている.4.上記の計算法により得られたデータをマイクロフィルムに印字し、ホログラムを製作する手法を確立した.これを用いて立体像表示の光学実験を行い,上記手法が原理的に有効であることを確認した.

拟议的研究旨在研究和检查渲染技术，这对于在计算机合成全息图中综合现实三维图像至关重要。特别是，该研究的重点是引入渲染技术，以将隐藏的表面擦除和阴影应用于显示的三维图像，以及金属和塑料表面的质地和光泽到三维图像。 2001年和2002年的研究取得了以下结果：1。提出了一种计算方法，以使用基于随机数的方法将光反射特性赋予对象表面的表面。这种计算方法能够从镜面表面到完全扩散的表面表达各种对象表面的纹理，从而可以显示更现实的三维图像。 2。为多边形模型隐藏了“阴影传播方法”。这消除了可以通过背面看到的现象，并为3D显示具有多个对象的复杂场景打开了道路。3。作为一种建模方法，使用计算机合成的全息图提出了体积的渲染算法，针对计算机合成的全息图，针对的是，不仅对3D数据进行了启用。已实现了引入并渲染诸如阴影和隐藏表面擦除。4。建立了通过上述计算方法在缩微胶卷上打印数据以创建全息图的方法。我们使用此方法在立体镜面图像显示上进行了光学实验，并确认上述方法原则上是有效的。