Papers - Fujishiro, Issei

微分位相幾何学に基づくリーディングラインの視覚分析と視線追跡結果の比較

柴崎 史典，藤代 一成

映像情報メディア学会技術報告 (映像情報メディア学会)  47 ( 9 ) 89 - 92 2023.03

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work, Last author, Corresponding author,  ISSN  1342-6893

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画家や写真家の作品制作では，明確な線だけでなく，似た形状の並びや筆遣い等を利用したリーディングラインを構図内に含ませることで，作品の主役を強調しながら周囲にも視線を誘導することが意識されている．静止画の誘目測度として，一般的に顕著度が用いられているが，このようなスカラ特徴量では視線の流れが表現されない．そこで本稿では，顕著性マップから抽出したMorse-Smale複体の部分グラフに基づく，リーディングラインの視覚分析手法を提案する．さらに実際の観察者の視線追跡結果と比較し，その妥当性を実証する.

動画の例示と回転軸の指定による点群からの関節体のモーション再構成

進士 さくら，藤代 一成

映像情報メディア学会技術報告 (映像情報メディア学会)  47 ( 9 ) 135 - 138 2023.03

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work, Last author, Corresponding author,  ISSN  1342-6893

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三次元バーチャル空間の利用例として，現実のシーンの擬似体験・追体験がある．特に文化財など，現実世界での操作が困難な物体に対し，触知可能な3Dモデルによる疑似体験を実現する価値がある．しかし，現在の三次元再構成技術で得られるモデルは静的であり，道具の操作などの動的な相互作用を伴う体験を実現できない．そこで本研究では，可動部をもつ物体として関節体に注目し，ある姿勢の静的な点群から，物体の運動を撮影した動画とユーザによって入力された回転軸をもとに三次元の動的なシーンを再現する．メッシュモデルから作成した点群と実際の民具の文化財を撮影した点群に対して本手法を実行し，視覚的に尤もらしい関節運動が再現できた．

熱気流を考慮した火の粉の動きのビジュアルシミュレーション

吉田 千夏，藤代 一成

情報処理学会第85回全国大会講演論文集 (情報処理学会 )   ( 2 ) 941 - 942 2023.03

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work, Last author, Corresponding author

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燃焼現象は映画やゲームにおいて重要な表現対象のひとつであり，火炎に加えて，煤や煙，火の粉などの要素からなる．火炎のビジュアルシミュレーション手法は多々提案されているが，火炎以外の要素については，アーティストによる後付けのエフェクトによってそれらしく見せているものも多くあり，映像に迫真性が欠けてしまう場合がある．そこで本研究では，特に火の粉に着目し，焚火のような木材の燃焼を対象とした物理的ビジュアルシミュレーション手法を提案する．火炎を伴う燃焼源から火の粉を発生させ，熱気流の抗力と浮力を考慮した運動方程式に基づいて火の粉のダイナミクスを計算する．

スケッチ入力を用いた手描きAnime調の髪アニメーション制作支援システム

児玉 大輔，藤代 一成

情報処理学会第85回全国大会講演論文集 (情報処理学会 )   ( 2 ) 929 - 930 2023.03

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work, Last author, Corresponding author

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手描きAnime 調の髪の揺れを制作するための支援システムでは，個々の髪の揺れをスケッチ入力によって定めた後に，パラメタを調整して髪全体の揺れを設定している．個々の髪の揺れに関しては，まずスケッチ入力により髪の揺れのキーフレームアニメーションを作成し，これに対し補間を行うことで揺れを決定する．このとき，キーフレーム間に挿入する補間フレームの個数と「ためつめ」の度合いをパラメタによって指定することで補間結果を調整できる．こうして得られた揺れの形状に対して制御パラメタを考慮しながらボーンへ反映させ，衝突回避を行った後にメッシュをボーンにより変形させることで，髪全体のアニメーションを生成する．このとき，ボーンを視線に垂直な平面内で変形させることで二次元的な揺れを実現する．

動画からのヴィネットイラスト半自動生成

生井 麻結，藤代 一成

情報処理学会第85回全国大会講演論文集 (情報処理学会 )   ( 2 ) 933 - 934 2023.03

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work, Last author, Corresponding author

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現在，肥大化するメディアデータに対処するため，様々な要約技術が発表されている．しかし，その多くは同種メディア変換であり圧縮率に限界がある．そこで本研究では，ヴィネットイラストに注目する．ヴィネットイラストは，ビデオ映像作品やゲームの物語コンテンツを凝縮して表現し，一瞥でその世界観を理解させられる．動画からヴィネットイラストへの変換ができれば，より情報の圧縮率の高い要約が期待できる．そこで本稿では，視線追跡を利用してビューアの嗜好を反映したヴィネットイラストを，動画から半自動生成する手法を提案する．

微分位相幾何学に基づく静止画における視線誘導方策の視覚分析

柴崎 史典，藤代 一成

情報処理学会第85回全国大会講演論文集 (情報処理学会 )   ( 2 ) 939 - 940 2023.03

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work, Last author, Corresponding author

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著名な画家や写真家の作品制作では，明確な線だけでなく，似た形状の並びや，グラデーション，筆遣いなどといったリーディングラインを構図内に示すことで作品の主役を強調しながら，その周囲にも視線を誘導し，観る者に作品の隅々まで観察させることが意識されている．静止画に対する誘目測度として一般的に顕著度が用いられているが，このようなスカラ特徴量では視線の流れが表現されない．そこで本発表では，顕著性マップから抽出したReeb graphに基づく，リーディングラインの可視化手法を提案する．さらに，絵画作品から得られた視線経路を実際の観察者に対する視線追跡結果と比較し，本手法の妥当性を証明する.

回転軸の指定による点群からの関節体のモーション再構成

進士 さくら，藤代 一成

情報処理学会第85回全国大会講演論文集 (情報処理学会 )   ( 2 ) 891 - 892 2023.03

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work, Last author, Corresponding author

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バーチャル空間でのCGコンテンツの利用例して，現実のシーンの擬似体験・追体験がある．特に文化財のような貴重な物体や危険な物体など，現実での操作が困難な物体に対し，触知可能な3Dモデルによる疑似体験を実現する価値がある．可動部分をもつ物体の単純な例として，蓋付きの箱や手回し扇風機など，関節周りの回転運動をする物体に注目する．再構成した点群を動かすためには，対象の動作を理解し，得られた点群を後から効果的に変形する技術が必要である．本発表では，回転軸の指定と回転運動の動画による例示をもとに，対象物の関節周りの回転運動を再構成する方法を提案する．

直交マルチディスプレイを用いた裸眼立体映像におけるフレームブレイク効果の検証

徳永 恵太，藤代 一成

情報処理学会研究報告 (情報処理学会)  2022-CG-187 ( 5 ) 1 - 4 2022.09

Research paper (conference, symposium, etc.), Last author

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徳永らは，アナモルフォーシスとよばれるデザイン技法を応用した裸眼立体視システムを開発してきた．このシステムでは，オブジェクトの位置とユーザの視点位置によってはオブジェクトの一部が描画範囲外となり欠落し，立体感を低下させていることが問題となっている．本稿では，この問題を緩和するために，近年映画制作などに使われているframe-break とよばれる手法をこのシステムに適用し，立体感の増強に与える効果を検証する．

遠隔社会におけるグラフィックスパラダイム

大河原 将，藤代 一成

FIT2022講演論文集 (情報処理学会)   ( 3 ) 71 - 74 2022.09

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work, Last author

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本発表では，「コンピュータグラフィックス(CG) 教育の品質維持」と「共存感を考慮した遠隔技術」というテーマで遠隔社会を切り取る．そして，両課題に対する著者らの取組みを報告し，遠隔社会におけるCGの新しい価値(グラフィックスパラダイム)を考察する．

多光源大域照明レンダリングにおける経路誘導の効率化とそのGPU高速化

杉田 俊平，藤代 一成

2022年度第50回画像電子学会年次大会予稿集 (画像電子学会)     S10-2:1 - S10-2:4 2022.09

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work, Last author

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大域照明レンダリングは, 高い写実性から映画・建築・デザイン分野を中心に利用されている. 主要手法の一つであるモンテカルロ・レイトレーシングにおいて, 出力画像は最終的な収束値から異なる画素を含んでおり, 収束までに多数のサンプル点が必要となる課題がある. ゆえに, サンプル当たりの分散低減効果を改善し, 少ないサンプル数で低分散を実現する最適化手法が必要とされている. 経路誘導は, 事前推定により求まる放射輝度分布に沿って重点的サンプリングを適用し, 効率的な経路構築を行うことで分散低減を実現する. しかし多光源シーンでは, 各光源からの寄与に伴う分布形状の複雑さから推定が進まず, 精度の低い学習分布による経路構築によりかえって分散が増大する可能性がある. 本稿では, 各光源からの寄与を考慮した光源選択を行い, 放射輝度分布の分布推定を改善することで, 多光源照明計算を効率化する手法を提案する. また提案手法をGPUプログラムとして実装し, 通常のパストレーシングと比較して最大で41.4 %の分散低減効果を示した.

遊色効果再現のための三次元ボロノイ分割を用いたオパールのモデリング

横田 壮真，杉田 俊平，藤代 一成

2022年度第50回画像電子学会年次大会予稿集 (画像電子学会)     S10-3:1 - S10-3:4 2022.09

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work, Last author

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宝石として用いられるオパールの多くは遊色効果とよばれる光学特性をもち，虹色の模様を発現する．ダイヤモンド，ルビー，サファイヤなどの宝石の大半は単結晶または多結晶であるのに対して，オパールは非晶質に分類され，複雑な内部構造をもつ．そのためオパールの内部構造の再現には，計算資源の制約のもとで，遊色効果を再現するために必要十分な空間スケールでのモデリングが必要である．本研究では，オパールの内部構造を三次元ボロノイ分割を用いてモデリングすることで，結晶学に基づいた遊色効果の模様を再現する．さらに，オパールを構成する粒子の粒径や，粒子内に含まれる不純物による光の散乱係数および吸収係数，回折格子の傾きといった4種類のパラメタを用いて，オパールの汎用的なモデリングが可能であることを示す．

時系列データのスマート可視化

本田 健悟，小林 拓，斎藤 隆文，藤代 一成

第50回可視化情報シンポジウム 講演論文集 (可視化情報学会)     OS9-4:1 - OS9-4:5 2022.08

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work, Corresponding author

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私たちが日々送受信するSNSやニュースなどの情報のやり取りの多くは，スマートフォンやタブレット端末などのモバイル デバイスを介して行われる そうした情報のなかには，気象や公衆衛生，人口動向など日常生活に密着する時系列データに関するものが多く含まれている．本発表では，大気粒子の飛散に関する時系列データをモバイルデバイスを用いた単語サイズの可視化に適用する例を通して，その効果や今後の実用性を検討する．

三次元面分光データの微分位相解析による銀河構造の可視化

打木 陸雄，竹島 由里子，松林 和也，植村 誠，藤代 一成

第50回可視化情報シンポジウム 講演論文集 (可視化情報学会)     GS2–3:1 - GS2–3:6 2022.08

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work, Corresponding author

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宇宙物理学における面分光観測から得られる多波長データを視覚分析するためのモジュール型フレームワークであるAdvanced Framework for Learning Astrophysical Knowledge（aflak）に微分位相解析器を導入し，ノイズが含まれている銀河の多波長データの構造を頑健に理解し，説明するための視覚分析方法論を検討する．

Figurative and non-transcendental approach to mathematical visualization

MIYAZAWA Atsushi, NAKAYAMA Masanori, FUJISHIRO Issei

Wolfram Technology Conference 2018 (Wolfram)   2018.10

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work, Accepted

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It is believed that the answers to various problems of basic math consisting of elementary calculus and geometry faced by high-school and college students have already been well-established, and there might not be any room for further study or discussion. But actually, pitfalls are found almost everywhere in this area, especially when it comes to graphing functions to understand their behavior in a higher dimensional space that we can neither experience nor access directly. Although topological abstraction plays an exceptionally important role in modern mathematics, it can greatly reduce the amount of information to what is needed for the problem to be just identified and lead to a lot of misconceptions. Rather than such abstraction processes, we advocate that figurative approaches are often considered as prime solution candidates. The work presented at Cyberworlds had been completely rewritten in Wolfram language. At the conclusion, it was also shown that the fifth* representation of the real projective plane could be visualized.
*The fourth one had already described in the appendix of Anschauliche Geometrie (by Hilbert and Cohn-Vossen, first published in 1952).

全景映像の適応的半透明ブレンディングによる視野狭窄の緩和と視野特性の評価

登野 拓志，茅　暁陽，豊浦 正広，郷 健太郎，柏木 賢治，藤代 一成

映像情報メディア学会技術報告 (映像情報メディア学会)  42 ( 26 ) 61 - 64 2018.08

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work, Last author,  ISSN  1342-6893

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現在，世界には視覚障がいをもつ患者が2億8,500万人ほどおり，そのなかに視野障がいをもつ患者が，緑内障に限定しても，6,000万人程度含まれるといわれている．視野障がいの一つに視野狭窄という症状があり，その症状をもつ患者のための視覚支援手法の研究はこれまでに多く行われてきたが，その多くが視覚情報以外の情報の提示により支援するものであり，視覚情報の提示を工夫して直接支援する研究は少ない．本稿では，視野狭窄をもつ患者に対して，計算処理を施した外界シーンを呈示することによる視覚支援手法を提案し，その有効性の評価結果を報告する．また，この実験に付随する問題である，視野特性についても併せて報告する．

色覚障がい支援のための個人適応型色変換アルゴリズム

朱　臻陽，豊浦 正広，郷 健太郎，藤代 一成，柏木 賢治，茅　暁陽

映像情報メディア学会技術報告 (映像情報メディア学会)  42 ( 26 ) 25 - 28 2018.08

Research paper (conference, symposium, etc.), Joint Work,  ISSN  1342-6893

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色覚障がいを補償するための支援手法がいくつか提案されている．既存研究における特定レベルの障がいしか支援できないという問題に対して，本研究は測定された障がいの度合によって元画像の色の変換を行う．また，生成された支援画像は元画像のコントラストおよび自然さを保存する．

Foreword to the Special Issue on PacificVAST 2018

FUJISHIRO Issei, SEO Jinwook

Visual Informatics (Elsevier)  2 ( 1 ) 1 - 1 2018.03

Research paper (scientific journal), Joint Work

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This is the guest editors' foreword to the special issue of the Journal of Visual Informatics on PacificVAST 2018 held in Kobe on April 10, 2018.

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Optical polarization variations in the blazar PKS1749+096

UEMURA Makoto, ITOH Ryosuke, LIODAKIS Ioannis, BLINOV Dmitry, NAKAYAMA Masanori, SAWADA Naoko, WU Hsiang-Yun, FUJISHIRO Issei

Publications of the Astronomical Society of Japan (Oxford Academic)  69 ( 6 ) 96:1 - 96:12 2017.12

Research paper (scientific journal), Joint Work, Accepted

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We report on the variation in the optical polarization of the blazar PKS 1749+096 observed in 2008–2015. The degree of polarization (PD) tends to increase in short flares having a time-scale of a few days. The object favors a polarization angle (PA) of 40◦–50◦ at the flare maxima,
which is close to the position angle of the jet (20◦–40◦). Three clear polarization rotations were detected in the negative PA direction associated with flares. In addition, a rapid and large decrease in the PA was observed in the other two flares, while another two flares showed no large PA variation. The light curve maxima of the flares possibly tend to lag behind the PD maxima and color-index minima. The PA became -50◦ to -20◦ in the decay phase of active
states, which is almost perpendicular to the jet position angle. We propose a scenario to explain these observational features, where transverse shocks propagate along curved trajectories. The favored PA at the flare maxima suggests that the observed variations were governed by the variations in the Doppler factor, $delta$. Based on this scenario, the minimum viewing angle of the source, min = 4:8◦–6:6◦, and the location of the source, Δr> 0.1 pc, from the central black hole were estimated. In addition, the acceleration of electrons by the shock and synchrotron
cooling would have a time-scale similar to that of the change in $delta$. The combined effect of the
variation in $delta$ and acceleration/cooling of electrons is probably responsible for the observed diversity of the polarization variations in the flares.

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What does the Riemann sphere's axis stand for?: Understanding the big picture of how mathematical functions behave

MIYAZAWA Atsushi, NAKAYAMA Masanori, FUJISHIRO Issei

Proceedings of ACM SIGGRAPH Asia 2017 Symposium on Education (ACM)     5-1 - 5-3 2017.11

Research paper (international conference proceedings), Joint Work, Accepted

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To visualize the behavior of complex functions, we need four dimensions. We raise the question that has been neglected: "What does the Riemann sphere's axis stand for?" The answer can be obtained by setting the immersive environment at the sphere's origin, which is always undefined in projective geometry.

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Swellart: Sketch-based deformed design using constrained swelling

YUASA Kaiki, NAKAYAMA Masanori, FUJISHIRO Issei

The Journal of the Society for Art and Science (The Society for Art and Science)  16 ( 4 ) 102 - 109 2017.11

Research paper (scientific journal), Single Work, Accepted

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In this study, we propose a system, called Swellart, which allows even novices to intuitively generate deformed 2D graphic designs. For developing the system, we put a particular focus on swelling as a general method of deformation. By premising a simple process to swell a target image until it fits to the shape of a given frame, every user can easily imagine the whole deformation process and its resultant visual effects. On the target image, a user hollows out a range to be deformed, and then the range is mesh-divided. For each of the divided cells, the user imposes various design constraints and performs swelling. Accordingly, the system can generate a variety of deformed designs. In this paper, we provide the basic design procedures and typical results, and discuss remaining issues to be addressed.