k vol 53 no 6 j une 2012 pp 582 588 n.
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高山建志 五十嵐健夫 テクスチャ合成の新たな応用と展開 k 情報処理 vol.53 No.6 J une 2012 p PowerPoint Presentation
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高山建志 五十嵐健夫 テクスチャ合成の新たな応用と展開 k 情報処理 vol.53 No.6 J une 2012 p

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高山建志 五十嵐健夫 テクスチャ合成の新たな応用と展開 k 情報処理 vol.53 No.6 J une 2012 pp.582-588. 6 月 25 日 太田智章. テクスチャ 合成とは. あるパターンや材質(例:岩肌、木目など)を表す画像 をサンプルとして受け取り、それと視覚的に類似した自由な形・大きさの新しい画像を自動的に 合成する技術。. テクスチャ合成の用途. 3次元CGにおいて物体表面上をテクスチャで覆う場合 画像(または動画)に対して高度な編集を行う場合. 物体表面上を覆う場合①. テクスチャ. ①の問題点. 広い面積. テクスチャ 貼り付け.

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Presentation Transcript
slide2
テクスチャ合成とは

あるパターンや材質(例:岩肌、木目など)を表す画像をサンプルとして受け取り、それと視覚的に類似した自由な形・大きさの新しい画像を自動的に合成する技術。

slide3
テクスチャ合成の用途
  • 3次元CGにおいて物体表面上をテクスチャで覆う場合
  • 画像(または動画)に対して高度な編集を行う場合
slide5
①の問題点

広い面積

テクスチャ

貼り付け

困難

slide7
②の問題点

規則的な

繰り返し

不自然

不規則的な

繰り返し

自然

slide9
高度な編集①

:背景

:物体

slide11
解説内容
  • テクスチャ合成の基礎技術
  • より高度な画像合成への応用
  • ソリッドテクスチャへの拡張
  • 画像合成以外への応用
  • 新たな方式による画像合成
slide13
基礎技術の時系列

ピクセルベース

パッチベース

最適化ベース

座標ベース

slide14
ピクセルベース

入力画像

出力画像

左と上の色が最も類似した所の色を割り当てる

slide15
パッチベース

出力画像

合成

入力画像

slide16
最適化ベース

出力画像

入力画像

割り当て

検索

色の平均を割り当てる

slide17
座標ベース

座標データ

入力画像

色ではなく座標を割り当てる

slide19
応用例
  • 大まかに共通した構造を持つ画像のサンプルがいくつか入力として与えられたときに、どの入力画像とも微妙に異なるような画像のバリエーションを合成する手法(座標ベース)
  • 複数スケールにわたる構造を含む画像を合成する手法(座標ベース)
slide21
複数スケールにわたる合成

領域全体

拡大率最大の画像

データ量

膨大

テクスチャ合成

構造の似ている部分

動的に生成

slide22
解決方法

複数スケールの

テクスチャサンプルの集合

それらの間の

倍率の関係を表すグラフ

閲覧したいズームレベルと表示範囲を指定するとそれに応じた画像をリアルタイムに合成して出力

slide24
ソリッドテクスチャとは
  • 3次元ボリュームとして色情報を格納する表現形式
  • 物体内部の情報を保持している
  • 2次元テクスチャと比べて作成が難しい
slide25
拡張例
  • 2次元テクスチャサンプルを入力として、それと類似した断面を持つようなソリッドテクスチャを合成できる手法(最適化ベース)
  • 上の手法で合成した、あるいは手動で作成したソリッドテクスチャを入力として、より複雑なソリッドテクスチャを合成する手法(筆者・最適化ベース)
slide26
2次元→3次元

異方性のあるソリッドテクスチャ

色以外にも反射率などの情報を合成

slide27
3次元→複雑な3次元

一定の大きさに切り抜かれたパッチ

物体内部に繰り返し貼り付けていく

slide29
応用例
  • 頭髪形状の生成
  • 流体の速度場の生成
  • 多数の物体が凝集してできる物体配置パターンの生成
slide30
頭髪形状の合成

サンプル

結果

サンプル

結果

サンプル

結果

サンプル

結果

slide31
速度場の合成

入力の大局的速度場

合成結果

入力の局所的速度場

slide34
画像合成の例
  • PatchMatch
  • 合成したテクスチャをテクスチャサンプル1枚と数キロバイト程度の付加情報だけで表現し画像として記憶することを回避できる手法
patchmatch
PatchMatchとは
  • アルゴリズム
  • 基礎技術より約20倍~100倍の高速化

色の検索

基礎技術による

画像合成

ボトルネック

左と上の色が最も類似した所の色を割り当てる

patchmatch1
PatchMatchの例
  • 画像中の物体を削除してその穴を埋める
  • 内容をなるべく歪めずに画像の縦横比を変える
  • 画像中の物体を好きな位置に動かす
slide38
建物壁面のパターン合成

縦横方向

建物

規則的な

繰り返し

切り取り

繰り返す

部分

任意の縦横幅のテクスチャ

繋ぎ合わせる

slide40
繰り返しのある画像

入力画像

出力画像

slide41
まとめ

テクスチャ合成の基礎技術自体はある程度成熟してしまったが、革新的な技術が近年も活発に研究されており、テクスチャ合成はこれからも注目すべき分野である