研究者詳細 - 藤代　一成

論文 - 藤代　一成

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芳賀直樹，中山雅紀，藤代一成

Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム2013 （画像電子学会，情報処理学会，映像情報メディア学会） 2013年06月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

演奏の質にかかわる高次な音楽特徴であるグルーヴとは, 楽曲におけるリズムや音のうねり, 乗りなどを包括した概念であり, よい演奏には不可欠の要素とされる. しかし, 演奏において自在にグルーヴを表現するためには, ひじょうに多くの音楽経験を積む必要がある.そこで本研究では, グルーヴを可視化することで, ユーザのグルーヴ学習をより効率的にするための手法を提案する. 具体的には, グルーヴの要素となる音楽パラメータと超楕円体のパラメータとを対応付ける独自のマッピングを行った. また, そのマッピングに基づき,MIDI を入力として超楕円体のアニメーションとストロボ写真風の静止画像を生成した.

CosmicAI: 素早い検索・画像合成と作品共有による効率的な空の画像生成

三谷隆暢，藤代一成

映像情報メディア学会誌（東京・映像情報メディア学会） 67 （ 6 ） J180 - J185 2013年05月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り, ISSN 1881-6908

We propose a novel system, called CosmicAI, for providing an intuitive and efficient way to synthesize 2D sky images. The system utilizes a collection of high-quality proprietary sky part images for backgrounds, clouds, and the moon, and allows the users to generate their own sky images effectively through attribute-based retrieval of these sky parts images and their flexible layout and natural composition based on a new cloud extraction algorithm and an original filter for partly-overlapping pixels. Its one click search and active composition play an important role for realizing rapid image synthesis. Moreover, CosmicAI is capable of collecting via the Internet and searching for composite works. This function promotes group works by giving incentives to users with unclear design motives for generating a wide variety of sky images.

A topologically-enhanced juxtaposition tool for Hybrid Wind Tunnel

TAKESHIMA Yuriko, FUJISHIRO Issei, TAKAHASHI Shigeo, HAYASE Toshiyuki

Proceedngs of IEEE Pacific Visualization Symposium 2013 （IEEE Computer Society） 113-120 2013年02月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

We have developed a hybrid wind tunnel, where 2D measurementintegrated (MI) simulation, which utilizes actual data acquired from real air flow behind a square cylinder, plays an important role in improving the accuracy of the numerical analysis. The wind tunnel
requires an accompanying visual analysis tool with which we
can effectively peer into the relationships between the actual and simulated flow fields. In this paper, we attempt to exploit an augmented reality display to that end. The basic idea is to superimpose the computationally-visualized MI simulated pressure field onto the actual flow velocity structure physically-visualized with oil misttraced streaklines instantaneously. Spatial registration of these two visual sources is rather straight-forward since the fixed cylinder of the wind tunnel is easily identified, whereas visualizing the MI
simulated pressure field can be characterized with a sophisticated scheme based on differential topology. Considering the fact that vortex centers are located at local minima in the pressure field, and each minimum is surrounded by a derived topological feature called
ridge cycle, we can colorize the field adaptively and keep track of Karman vortex streets robustly, regardless of drastic change in the Reynolds number of the flow field.

Making digital signage adaptive through a genetic algorithm - Utilizing viewers’ involuntary behaviors -

NAGAO Ken, FUJISHIRO Issei

Proceedings of the International Conference on Computer Vision Theory and Applications 2013 （INSTICC） 2 54-59 2013年02月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

Digital signage has been becoming more popular due to the recent development of underlying hardware technology and improvement in installing environments. In digital signage, it is important to make the content more attractive to the viewers by evaluating its current attractiveness on the fly, in order to deliver the message from the sender more effectively. Most previous works for this evaluation do not take the viewers’ feeling towards the content into account, and the content is improved manually if needed in an off-line manner. In this paper, we present a novel method which does not rely on such manual evaluation and automatically makes the content more adapted to the viewers. To this end, we take advantage of the viewers’ involuntary behaviors in front of the digital signage for online updates through the usage of a genetic algorithm.

慶應義塾大学理工学部情報工学科藤代研究室

藤代一成

画像電子学会誌（東京・画像電子学会） 41 （ 4 ） 428 - 429 2012年08月

研究論文（学術雑誌）, 単著, 筆頭著者, 責任著者

第17回計算工学講演会報告

西脇眞二，山田崇恭，安達泰治，岡澤重信，藤代一成

計算工学（日本計算工学会） 17 （ 3 ） 38-40 2012年07月

研究論文（学術雑誌）, 共著, ISSN 1341-7622

Optimizing point cloud geometry for 3D aerial display

FUJISHIRO Issei

Microsoft Research CORE7 Project Summary Booklet （Microsoft Japan, Tokyo） 21 - 23 2012年06月

研究論文（その他学術会議資料等）, 単著, 筆頭著者, 責任著者

Realizing a truly three-dimensional (3D) display environment has been an ultimate goal of visual computing communities. Laser-Plasma Scanning 3D Display (LPSD) is one of the most advanced 3D aerial display devices, which can plot a unicursal series of illuminants freely in the air. Though the LPSD device has been repeatedly updated, even the latest version is only capable of drawing a dynamic object at a rate of 5,000 illuminants per second, purely due to the hardware constraint. If we plotted the illuminants at a regular interval with a constant brightness, it might possibly lead to the loss of geometry and/or surface texture of a designed object. In this project, therefore, we attempt to seek a software-based solution to ameliorate this problem by the control of the brightness and density of plotted illuminants in accordance with existing surface descriptors, to convey salient features of 3D shapes with even a limited number of illuminants.

芸術科学フォーラム2012報告

藤代一成

DiVA（芸術科学会誌） 28 3-4 2012年04月

研究論文（学術雑誌）, 単著

計算美学のすゝめ

藤代一成

DiVA（芸術科学会誌）（芸術科学会） 28 2 - 2 2012年04月

研究論文（学術雑誌）, 単著

可視化による知識発見のライフサイクル管理とその流動応用評価

藤代一成，早瀬敏幸，竹島由里子

平成22年度共同利用・共同研究拠点「流体科学研究拠点」活動報告書（東北大学流体科学研究所）（ J10037 ） 79-80 2011年10月

研究論文（その他学術会議資料等）, 単著

Previewing volume decomposition through optimal viewpoints

TAKAHASHI Shigeo, FUJISHIRO Issei, TAKESHIMA Yuriko, BI Chongke

Scientific Visualization: Interactions, Features, Metaphors, Dagstuhl Follow-Ups （Dagstuhl Publishing, Germany） 2 Chapter 23 (346-359) 2011年10月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り, ISSN 1868-8977

Understanding a volume dataset through a 2D display is a complex task because it usually contains multi-layered inner structures that inevitably cause undesirable overlaps when projected onto the display. This requires us to identify feature subvolumes embedded in the given volume
and then visualize them on the display so that we can clarify their relative positions. This article therefore introduces a new feature-driven approach to previewing volumes that respects both the 3D nested structures of the feature subvolumes and their 2D arrangement in the projection by minimizing their occlusions. The associated process begins with tracking the topological transitions of isosurfaces with respect to the scalar field, in order to decompose the given volume dataset into feature components called interval volumes while extracting their nested structures. The volume dataset is then projected from the optimal viewpoint that archives the best balanced
visibility of the decomposed components. The position of the optimal viewpoint is updated each time when we peel off an outer component with our interface by calculating the sum of the viewpoint optimality values for the remaining components. Several previewing examples are
demonstrated to illustrate that the present approach can offer an effective means of traversing volumetric inner structures both in an interactive and automatic fashion with the interface.

SPH-based method for interactive flame simulation - Implementation on CPU and GPU

MABUCHI Satoshi, OHNO Yoshio, FUJISHIRO Issei

Proceedings of ASIAGRAPH2011 （Virtual Reality Society of Japan） 41-46 2011年10月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著

In this paper, we propose a novel, particle-based flame simulation method, which relies on SPH to simulate the dynamics of flames by introducing a buoyancy term as an external force to the Navier-Stokes equations. The buoyancy term is directly affected by heat generated from a simple chemical reaction model. For efficiency, we adaptively re-sample particles around a flame. We demonstrate that it is possible to execute three-dimensional flame simulations in real-time for typical cases including transition from initial to stable states, and one-way coupling with solid. Our method offers reasonable results on CPU, while more realistic results can be obtained using GPGPU.

Measurement-integrated simulation and visualization of Karman vortex streets in Hybrid Wind Tunnel

TAKESHIMA Yuriko, FUJISHIRO Issei, TAKAHASHI Shigeo, HAYASE Toshiyuki

Proceedings of ASIAGRAPH2011 （Virtual Reality Society of Japan） 35-40 2011年10月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著

We have developed a hybrid wind tunnel, where 2D measurement-integrated (MI) simulation, which utilizes actual data acquired from real air flow behind a square cylinder, plays an important role in improving the accuracy of its numerical analysis. The wind tunnel requires an accompanying visual analysis tool with which we can effectively peer into the relationships between the actual and simulated flow fields. In this paper, we attempt to exploit the augmented reality-style display technique to that end. The basic idea is to instantaneously superimpose the computationally-visualized MI simulated pressure field onto the actual flow velocity structure physically-visualized with oil mist-traced streak lines. Space registration of these two visual sources is rather straight-forward since the fixed cylinder of the wind tunnel is easily identified, whereas visualizing the MI simulated pressure field can be characterized with its sophisticated scheme based on differential topology. Considering the facts that vortex centers are located at local minima in the pressure field, and each minimum is surrounded by a derived topological feature called ravine cycle, we can colorize the field adaptively and keep track of Karman vortex streets robustly, regardless of drastic change in the Reynolds number of the flow field.

SPHベースリアルタイム火炎シミュレーション

間淵聡，藤代一成，大野義夫

情報処理学会論文誌（東京・情報処理学会） 52 （ 10 ） 2965-2972 2011年10月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り, ISSN 1882-7764

本論文では，火炎の粒子ベースシミュレーション法を提案する．本手法は，SPH による流体シミュレーションを火炎に適用したものであり，ナビエ・ストークス方程式の外力として，シンプルな化学反応モデルから発生した熱による浮力項を加える. すなわち，既存のSPH のプログラムと充分な互換性を保持することができ，複雑な物理シミュレーションプログラムの一元化が可能である．また，火炎の周辺に粒子が集中するように効果的にリサンプリングすることで計算コストを抑える. 本手法を用いることで，火炎の形成から安定状態への推移，固体からの一方向の作用による変形などが滑らかに表現でき，リアルタイムに3 次元シミュレーションを実行することができる．

GPUを用いた適応的粒子系可視化

小田川雅人，竹島由里子，藤代一成，菊川豪太，小原拓

日本機械学会論文集（B編）（日本機械学会） 77 （ 781 ） 1767-1778 2011年09月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

When visualizing large-scale particle systems, it is difficult to maintain adequate framerates because we have to render dynamic scenes with a large number of small spheres. For the control of trade-offs between the overall image quality and total rendering speed, we propose a new rendering scheme which uses a fast method based on shaded texture mapping and a high-quality implicit surface method in a combined way. The shaded texture mapping, which generates a pseudo-texture through alpha-blending a proper portion of template texture for shade and highlight onto a base spherical texture, can render a particle faster than the implicit surface method. However, a weakness of the texture mapping lies in its poor shading quality. In contrast, the implicit surface method is accurate enough for analyzing particle systems visually. Actual method to render each particle is decided according to the viewing distance; the high-quality method is chosen only when the distance is smaller than a threshold, to allow the user to observe the region of interest closely. We use a molecular dynamics simulation dataset to evaluate the effectiveness of our scheme empirically. In addition to this, we also consider the extensibility of our scheme in terms of framerate stability, scalability, and expressiveness.

粒子ベースリアルタイム火炎レンダリング

間淵　聡，藤代一成，大野義夫

画像電子学会誌（画像電子学会） 40 （ 4 ） 541-548 2011年07月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り, ISSN 0285-9831

本論文では粒子ベースによるリアルタイム火炎レンダリング法を提案する．可視化分野で考案された粒子ベースボリュームレンダリングと呼ばれる手法をベースとし，これを火炎の特性に合わせて合理的に改良した．これにより，従来の粒子ベースレンダリングでは困難であった，ディテールの表現とユーザの制御性を大きく向上させることができた．また，既存API を活用することで，実装が容易かつ実行速度は高速であり，充分なリアルタイム性を提供できる．さらに，本手法の要求する粒子属性の個数は少数であるため，特定の粒子シミュレータに依存することなく，汎用的に用いることができる．

山岳形状における積雪量を制御するサーフェス記述子の提案

中谷文香，藤代一成，大野義夫

芸術科学会論文誌（芸術科学会） 10 （ 2 ） 79-86 2011年06月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り, ISSN 1347-2267

本論文では，山岳形状における積雪の様子を再現する現象学的モデルを提案する．ここでは，積雪の時間変化や山肌とのコントラストなどの美しさを手軽に表現し，しかも制御可能にすることを目的としている．山肌における積雪の度合いを決めるためには，その場所での気候や気象，雪の密度・粘性・固さなど，一般的に現実世界の多くの物理的ファクタを考慮する必要があるが，本手法では独自のサーフェス記述子を介することで積雪の現象学的再現を試みる．そのサーフェス記述子は，平滑化された高さ場におけTangent Sphere Accessibilityをベースに，方角や高度などの幾何学的条件を限定的に考慮している．本論文ではさらに，実際の標高データを用いた山岳形状に適用し，提案手法の視覚的効果を検証する．

Interpolating 3D diffusion tensors in 2D planar domain by locating degenerate lines

BI Chongke, TAKAHASHI Shigeo, FUJISHIRO Issei

6th International Symposium, ISVC 2010, Las Vegas, NV, USA, November 29-December 1, 2010, Proceedings, Part I (Lecture Notes in Computer Science) （Springer-Verlag） 6453 328-337 2010年11月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著, 査読有り

Interpolating diffusion tensor fields is a key technique to visualize the continuous behaviors of biological tissues such as nerves and muscle fibers. However, this has been still a challenging task due to the difficulty to handle possible degeneracy, which means the rotational inconsistency caused by degenerate points. This paper presents an approach to interpolating 3D diffusion tensors in 2D planar domains by aggressively locating the possible degeneracy while fully respecting the underlying transition of tensor anisotropy. The primary idea behind
this approach is to identify the degeneracy using minimum spanning tree-based clustering algorithm, and resolve the degeneracy by optimizing the associated rotational
transformations. Degenerate lines are generated in this process to retain the smooth transitions of anisotropic features. Comparisons with existing interpolation
schemes will be also provided to demonstrate the technical advantages of the proposed approach.

山岳形状における積雪量を決定するサーフェス記述子の提案

中谷文香，藤代一成，大野義夫

第26回NICOGRAPH論文コンテスト（芸術科学会） 2010年09月

研究論文（研究会，シンポジウム資料等）, 共著

本論文では，山岳形状における積雪の様子を再現する現象学的モデルを提案する．ここでは，積雪の時間変化や山肌とのコントラストなどの美しさを手軽に表現し，しかも制御可能にすることを目的としている．山肌における積雪の度合いを決めるためには，その場所での気候や気象，雪の密度・粘性・固さなど，一般的に現実世界の多くの物理的ファクタを考慮する必要があるが，本手法では独自のサーフェス記述子を介することで積雪の現象学的再現を試みる．そのサーフェス記述子は，平滑化された高さ場におけるTangent Sphere Accessibility をベースに，方角や高度などの幾何学的条件を限定的に考慮している．本論文ではさらに，実際の標高データを用いた山岳形状に適用し，提案手法の視覚的効果を検証する．

大野義夫先生（慶應義塾大学）第9回CG Japan Awardを受賞

藤代一成

芸術科学会誌（芸術科学会）（ 21 ） 10-11 2010年08月

研究論文（学術雑誌）, 単著

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藤代 一成

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