反射のインタラクティブなデザイン手法

1. SIGGRAPH Asia 2009 2009年12月17日 横浜、日本 反射のインタラクティブなデザイン手法 Tobias Ritschel      Makoto Okabe     Thorsten Thormählen Hans-Peter Seidel Max Planck Institute for Informatics ( マックスプランク研究所 )

2. モチベーション

3. モチベーション The Rokeby Venus ( 1651年以前 ) Diego Velasquez ( 1599-1660 )

4. モチベーション The Rokeby Venus ( 1651年以前 ) Diego Velasquez ( 1599-1660 ) 視線

5. モチベーション 物理的な反射 The Rokeby Venus ( 1651年以前 ) Diego Velasquez ( 1599-1660 ) 視線

6. モチベーション 意図的な反射 物理的な反射 The Rokeby Venus ( 1651年以前 ) Diego Velasquez ( 1599-1660 ) 視線

7. モチベーション

8. 照明デザイン Schöneman et al. 1993 Poulin et al. 1997 Pellacini et al. 2007 Obert et al. 2008 既存研究

9. 既存研究 照明の最適化 Shacked and Lischinski 2001 Rusinkiewicz et al. 2008 照明デザイン Schöneman et al. 1993 Poulin et al. 1997 Pellacini et al. 2007 Obert et al. 2008

10. 既存研究 照明の最適化 Shacked and Lischinski 2001 Rusinkiewicz et al. 2008 反射特性のデザイン Colbert et al. 2006 Kautz et al. 2007 Anjyo et al. 2003 Todo et al. 2004 照明デザイン Schöneman et al. 1993 Poulin et al. 1997 Pellacini et al. 2007 Obert et al. 2008

11. 反射の認識 Fleming et al. 2003 Ramanarayana et al. 2005 Khan et al. 2006 既存研究

12. 既存研究 反射の認識 Fleming et al. 2003 Ramanarayana et al. 2005 Khan et al. 2006 直感的な形状変形 Igarashi et al. 2005 Sorkine and Alexa 2007 Müller et al. 2005 Schaefer et al. 2006

13. 既存研究 反射の認識 Fleming et al. 2003 Ramanarayana et al. 2005 Khan et al. 2006 直感的な形状変形 Igarashi et al. 2005 Sorkine and Alexa 2007 Müller et al. 2005 Schaefer et al. 2006 ＣＧ業界内での工夫 公開されていない 問題に応じた設計（Kopra 2007など）

14. 視点 視線 法線 映っている物体 　　意図的な反射 物理的な反射 本物 提案手法

15. ユーザインタフェース Original

16. ユーザインタフェース Edit 1

17. ユーザインタフェース Edit 2

18. ユーザインタフェース Edit 2

19. Schaefer et al. 2006 interpolate rotation / translation of pixels in 2D. We interpolate rotations of reflection directions on a 3D surface. アルゴリズム

20. Number of constraints Original ray n Edited ray n Weight n Position in question Transformation Edit position n Distance (Euclidean or geodesic) アルゴリズム

21. Enforcing rotation Weight n Reflection n Edited reflection n アルゴリズム

22. 回転行列 R(q) を、各ピクセルqについて計算 Nvidia GeForce 8800 GTX 上で、24.5 megapixels / 秒 ＧＰＵ実装

23. 反射のデザイン: キッチン 反射のデザイン: 指輪 反射のデザイン: 自動車 ハイライトのデザイン 屈折のデザイン 結果

24. キッチン

25. 指輪

26. 自動車

27. ハイライト

28. 屈折

29. アニメーション

30. テスト 1: 使いやすさ テスト 2: 見た目の評価 ユーザテスト

31. 16人のテストユーザ（初心者） 作業内容は “著者らがデザインした反射の再現” 使いやすさ

32. 使いやすさ • 16人のテストユーザ（初心者） • 作業内容は “著者らがデザインした反射の再現” • 2分22秒 for “ ドラゴンと鏡 ” • 4分04秒 for “ キッチン ” • 2分00秒 for “ ハイライト ”

33. 見た目の評価

34. 結果: 　評価者は、非物理的な反射に不自然さを感じず、 　かつ、それぞれのデザイン意図を理解できた。 編集なし 平均スコア 動画番号 動画 見た目の評価

35. 今後の発展 問題: カッコ悪かったり、リアルでない結果ができてしまう

36. 今後の発展 問題: カッコ悪かったり、リアルでない結果ができてしまう 解法: カッコよく、リアルな結果しかできないような制約？

37. 今後の発展 問題: カッコ悪かったり、リアルでない結果ができてしまう 解法: カッコよく、リアルな結果しかできないような制約？ 問題: 光線を曲げることはできない

38. 今後の発展 問題: カッコ悪かったり、リアルでない結果ができてしまう 解法: カッコよく、リアルな結果しかできないような制約？ 問題: 光線を曲げることはできない 解法: 曲げられるようにする？ＵＩの問題？

39. 問題: カッコ悪かったり、リアルでない結果ができてしまう 解法: カッコよく、リアルな結果しかできないような制約？ 問題: 光線を曲げることはできない 解法: 曲げられるようにする？ＵＩの問題？ 問題: 今回は反射のみ 今後の発展

40. 今後の発展 問題: カッコ悪かったり、リアルでない結果ができてしまう 解法: カッコよく、リアルな結果しかできないような制約？ 問題: 光線を曲げることはできない 解法: 曲げられるようにする？ＵＩの問題？ 問題: 今回は反射のみ 解法: 他の効果への応用、shadows, bounces, or caustics

41. 我々のシステムは … … 数世紀前の絵画に見られるような “反射のデザイン”を可能に … リアルタイムで “簡単に使え”て、かつ “簡単に実装”できる … ユーザテストを通じて、使いやすさ、結果の見た目を “評価” まとめ

42. まとめ 我々のシステムは … … 数世紀前の絵画に見られるような “反射のデザイン”を可能に … リアルタイムで “簡単に使え”て、かつ “簡単に実装”できる … ユーザテストを通じて、使いやすさ、結果の見た目を “評価” Digital Bazaar A60 にて展示中！！！

43. Acknowledgements Planck Center for Visual Computing and Communication BMBF-FKZ01IMC01 Anthonny Dick Martin Fuchs Carsten Stoll Kaleigh Smith Study participants Funding Voice-over Internal Review Internal Review Internal Review Patience Thank you!

44. 詳細なサーフェス

45. LAFORTUNE

46. 環境マップの回転