変形を伴う塗膜における経年劣化のビジュアルシミュレーション

漆膜老化劣化变形可视化模拟

• 批准号: 22KJ2675
• 负责人: 石飛 晶啓
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2675/
• 关键词: モデリング; ビジュアルシミュレーション; ウェザリング

本研究は，塗装された金属物体の劣化表現を目的とし，劣化度に応じたウェザリングが施された仮想的なオブジェクトを配置するAR（拡張現実）システムの実現を目標とする．2年目にあたる2022年度は，ARシステムとして必要な要素を考慮しながら，ビジュアルシミュレーションの写実性，監督可能性の向上に取り組んだ．今年度の主要な実績は以下の3項目に要約できる．1. 2021年度の実績である位置ベース運動力学（PBD）を用いた薄膜の湾曲表現を塗膜に適用した．劣化の状況に応じてPBDの適用範囲を動的に変更することで，亀裂の周辺から湾曲する過程を効率的にシミュレーションすることが可能になった．この成果については国内シンポジウムVisual Computing 2022にて発表し，VC論文賞 (2nd prize)，CGVI優秀研究発表賞，CGVI学生発表賞の3件を受賞した．2. 亀裂の発生条件について，破壊力学的な観点から改めて考察・修正した．これにより亀裂があまり目立たずにまだら模様だけが表れるような場合や，細かな塗膜片に分断されるような場合など，様々なパターンの塗膜剥離にも対応できるようになった．3. シミュレーションアルゴリズムを並列化可能なものに改良し，大部分の処理をGPUで実行できることを確認した．これにより大幅な高速化が実現され，高精細なポリゴンメッシュモデルを対象としたシミュレーションにおいても対話的な操作が可能になった．4. 破壊の逆現象が生じる条件と発生時の処理を定義することで，シミュレーションの逆行を可能にした．これにより，従来は一方的な劣化の進行を制御するにとどまっていた経年劣化シミュレーションの監督可能性が向上し，局所的に塗膜を復元することが可能になった．

本研究旨在表达涂漆金属物体的劣化情况，并旨在实现一种AR（增强现实）系统，根据劣化程度排列风化的虚拟物体。 2022 年，即第二年，我们致力于提高视觉模拟的真实性和可监督性，同时考虑 AR 系统的必要要素。今年的主要成绩可以概括为以下三点。 1.我们将2021年实现的基于位置运动学（PBD）的薄膜曲率表达式应用到漆膜上。通过根据劣化状态动态改变PBD的应用范围，可以有效地模拟从裂纹周边开始弯曲的过程。该成果在国内研讨会VisualComputing2022上发表，并获得VC论文奖（二等奖）、CGVI优秀研究报告奖、CGVI学生报告奖三项大奖。 2.从断裂力学的角度重新考虑和修改了裂纹萌生条件。这使得可以处理各种形式的漆膜剥离，例如裂纹不太明显且仅出现斑驳图案的情况，以及膜被分成小片的情况。 3.我们改进了模拟算法，使其可以并行化，并确认大部分处理可以在GPU上执行。这使得速度显着提高，并且即使在针对高清多边形网格模型的模拟中也可以执行交互式操作。 4. 通过定义破坏逆向现象发生的条件以及发生时的处理，可以进行逆向模拟。这提高了监督老化模拟的能力，以前只能单方面控制劣化的进展，并且使得局部修复漆膜成为可能。

项目成果

経年劣化に伴う金属物体上の塗膜の亀裂・湾曲表現ー静力学的破壊判定と位置ベース変形による準静的過程のビジュアルシミュレーションー

由于老化而导致金属物体上的漆膜出现裂纹和曲率的表达 - 使用静态断裂确定和基于位置的变形对准静态过程进行可视化模拟 -

• 发表时间: 2022
• 期刊: Visual Computing 2022予稿集
• 作者: Devloo‐Delva Floriaan、Burridge Christopher P.、... Susumu H.;... et al;石飛 晶啓，中山 雅紀，藤代 一成
• 通讯作者: 石飛 晶啓，中山 雅紀，藤代 一成