光源環境にカラーマッピング画像をもちいた自動車ボディサイド曲面評価VRシステムの開発
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- 中本葉奈 / 和歌山大学大学院 システム工学研究科
- NAKAMOTO，Hana / Graduate School of Wakayama University
- 原田利宣 / 和歌山大学 システム工学部
- HARADA，Toshinobu / Wakayama University
Keywords: Virtual Reality, Specular Reflection Position, Viewpoint Position, Surface Evaluation, Curvature Profile
- Abstract
- Industrial designers evaluate curved surfaces using the shape of images reflected from the surrounding lighting environment. Traditionally, they used identical fluorescent lamps, but assessing the impact of changes in viewpoint height on the reflections was subjective. In this study, a quantitative evaluation of changes in reflection positions due to variations in viewpoint was achieved by proposing a reflection transition diagram and developing an automotive body side surface evaluation VR system using color-mapped images. Additionally, an analysis of the relationship between curvature profiles and reflection positions was conducted using CG models of 50 car types.
目次
はじめに
工業デザイナは，周囲の光源環境が製品の曲面に映り込む複数の像の形状を手掛かりとして，曲率と捩率の変化・曲線面の折れの有無など曲面の性質評価を行う．曲面の性質について，ハイライト線[1]を用いた曲面のフェアリングの研究が多くなされている．具体的には，東らによりハイライト線を用いた，歪みのない縮閉線による曲率変化が滑らかな曲面創成手法が提案されている[2]．しかし，曲面の性質についてのみ着目しているため，現実の光源環境において視点位置の高さが変化することによる映り込み位置の変化は考慮されていない．また，視点位置の高さの変化による映り込み位置の変化を定量的に模式図化した研究は未だない．そのため，デザイナは感覚的に視点位置の高さと映り込み位置を考慮し，曲面を少しずつ調整しながら探索的に意図する曲面を得ている．そこで，本研究では，視点位置の変化による映り込み位置の変化を直感的に，かつ定量的に理解可能とする表示方法の開発を目的として，映り込み遷移図の提案と光源環境にカラーマッピング画像をもちいた自動車ボディサイド曲面評価VRシステムの開発を行う．次に，曲率プロファイルと映り込み位置の関係性，また50車種のCGモデルを用いて視点位置の変化が映り込み位置に与える影響を明確にする．
映り込み遷移図と曲面評価VRシステムの開発
１）視点位置ごとの映り込み位置取得のためのサンプル車抽出
既存車におけるボディサイド曲面形状のデータを収集し，50車種を抽出した（表1）．また，本研究はあくまで映り込み遷移図の開発を目的としてるため，実車を測定して利用するのではなく3Dモデルを使用した．
２）映り込み遷移図の概要と作成
映り込み遷移図とは，映り込み位置を焦点位置が高い順に直線で結んで作成した模式図である（図１）． 具体的な作成手順を以下に示す（図２，図３）．
- 視点位置を130cm～170cmのうちのいずれかの高さに設定
視点位置と自動車ボディサイド曲面上の焦点位置を結ぶRayをVR空間上で放射 焦点位置の間隔がおよそ1cmになるように設定し，ボディサイド上部から下部に向かってRayを曲面に衝突させる． Rayが衝突した曲面の反射ベクトルとVR空間上に設定した地面，または天井との交点座標を映り込み位置としてCSV形式にエクスポートする． 視点位置ごとに色分けを行いマッピングする．ただし，各色に関しては，特に意味はない．映り込み位置を縦軸，地面もしくは天井のどちらが映りこんでいるのかを横軸で表わす．映り込み位置は常用対数に変換しているものを用いた． マッピングした映り込み位置に対して，焦点位置がボディサイド上部から下部の順番になるように直線で結ぶ．
３）曲面評価VRシステムの概要
本研究で開発したシステムは，映り込み遷移図を実際に確認できるシステムである（図4）．開発にあたりHMDにはアイトラッカーが内蔵されたViveProEye（HTC社製）を用いた（図5）．開発環境として，VR空間の構築，システムの実装においてUnity（Unity Technologies社）を用いて行った．システムのフローを図6に示す． また，自動車に映り込ませるカラーマッピング画像は，地面と天井に配置する２種類を作成した．（図7）．
結果
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考察
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まとめ
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脚注
参考文献・参考サイト
- ◯◯◯◯◯（20XX） ◯◯◯◯ ◯◯学会誌 Vol.◯◯
- ◯◯◯◯◯（19xx） ◯◯◯◯ ◯◯図書
- ◯◯◯◯◯（1955） ◯◯◯◯ ◯◯書院
- ◯◯◯◯◯ https://www.example.com （◯年◯月◯日 閲覧）
