Reviews, Commentaries, etc. - Fujishiro, Issei

科学的知見の創出に資する可視化—ビッグデータのビジュアル分析を基盤とする分野横断型デジタル視考—

日本学術会議総合工学委員会科学的知見の創出に資する可視化分科会

見解 (日本学術会議)   2023.09

Internal/External technical report, pre-print, etc., Joint Work

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25期に発出された日本学術会議総合工学委員会科学的知見の創出に資する可視化分科会の見解．可視化の新パラダイム策定小委員会委員長として見解全体の執筆および取り纏めに貢献した．

計算科学を基盤とした産業競争力強化を推進する人材育成とエコシステムのあり方

日本学術会議総合工学委員会・機械工学委員会合同計算科学シミュレーションと工学設計分科会

日本学術会議見解 (日本学術会議)   2023.09

Internal/External technical report, pre-print, etc., Joint Work

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25期に発出された日本学術会議総合工学委員会・機械工学委員会合同計算科学シミュレーションと工学設計分科会の見解．

未来の学術振興構想（2023 年度版）

日本学術会議科学者委員会学術研究振興分科会及び同分科会未来の学術振興構想評価小委員会

提言 (日本学術会議)   2023.09

Internal/External technical report, pre-print, etc., Joint Work

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未来の学術振興構想（2023年版）のなかで策定された19個のグランドビジョンのうち，⑩「データ基盤と利活用による学術界の再構築」の20個の学術の中長期研究戦略の一つとして，No. 81「ビッグデータから科学的知見を獲得する分野横断的視考基盤の開発」が採択されている．

Well-being な未来社会を実現するための生存情報学

日本学術会議情報学委員会環境知能分科会

記録 (日本学術会議)   2023.08

Internal/External technical report, pre-print, etc., Joint Work

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日本学術会議情報学委員会環境知能分科会が25期に記録として発出した「生存情報学」の報告．

科学的知見の創出に資する可視化—文理融合研究と新パラダイム策定—

日本学術会議総合工学委員会科学的知見の創出に資する可視化分科会

報告 (日本学術会議)   2020.09

Internal/External technical report, pre-print, etc., Joint Work

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本報告は，可視化のあるべき姿を考えるために，日本学術会議23期総合工学委員会・機械工学委員会合同計算科学シミュレーションと工学設計分科会が第23期に公表した提言「科学的知見の創出に資する可視化に向けて」(平成 29 年8月8日付)に盛り込まれた内容の具体的実践に焦点をあてて展開してきた「科学的知見の創出に資する可視化分科会」の24期の活動成果を取り纏めたものである．

科学的知見の創出に資する可視化に向けて

日本学術会議総合工学委員会・機械工学委員会合同計算科学シミュレーションと工学設計分科会

提言 (日本学術会議)   2017.08

Internal/External technical report, pre-print, etc., Joint Work

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日本学術会議23期総合工学委員会・機械工学委員会合同計算科学シミュレーションと工学設計分科会の可視化に関して23期に発出した提言．

“HYDRO” Generates “Hybrid Images” for Next-generation Advertisements

Issei Fujishiro

The Penmark (A Montly Round-up of Keio News and Research) (Keio University)   ( 43 )  2024.02

Article, review, commentary, editorial, etc. (bulletin of university, research institution), Single Work, Lead author, Last author, Corresponding author

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A digital signage system HYDRO using interactive hybrid imaging was introduced with reference to a related research paper published in the journal VRIH.

可視化分析におけるHuman-in-the-Loop

藤代 一成

日本シミュレーション学会誌 (日本シミュレーション学会)  42 ( 2 ) 4 - 9 2023.06

Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal), Lead author, Last author, Corresponding author,  ISSN  0285-9947

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本稿は，小特集「可視化研究の最前線」（監修：藤代 一成)のなかの総説の１本である．あらゆるコンピューティングは，その具体的な処理手続きを考えるうえで基盤となる強力な基本理念―パラダイムが必要である．本稿では，Human-in-the-Loopの新旧パラダイムに焦点をあてて，可視化に関する研究開発動向の一面を紹介する．

総括：可視化研究の最前線

藤代 一成

日本シミュレーション学会誌 (日本シミュレーション学会)  42 ( 2 ) 3 - 3 2023.06

Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal), Lead author, Last author, Corresponding author,  ISSN  0285-9947

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本稿は，小特集「可視化研究の最前線」（同号，3-35頁，ゲスト監修：藤代 一成)の総括（監修緒言）である．

サーベイ：監督可能なスタイル化手法とその研究課題

小林 智哉，藤代 一成

情報処理学会研究報告 (情報処理学会)  2023-CG-189 ( 3 ) 1 - 6 2023.02

Research paper, summary (national, other academic conference), Joint Work, Last author, Corresponding author

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アーティスティックレンダリングにおいて，入力画像や3Dモデルを油彩画や水彩画，鉛筆画などの特定スタイルに変換する，スタイル化の研究が古くから行われてきた．現在でも，このような単一のスタイルに加え，複数の画材を対象とするマルチスタイルに関する手法や，NSTとよばれる深層学習ベースのスタイル化手法などが数多く提案されている．また，自動的な変換だけでなく，ユーザが対話的に操作しながらアート制作が可能な，監督可能なツールの需要が高まっている．そこで本稿では，監督可能な2Dや3Dのスタイル化手法に焦点を当て，2014 年以降の研究を主な対象とし，27 件の論文を収集，調査した．これらを表現可能性，監督可能性という二本の基軸を用いて評価した結果，三種類のカテゴリに分けられると判明したため，各々の特徴と研究動向を考察する．最後に，スタイル化における重要な研究課題三点に言及する．

経路誘導による多光源照明計算の効率化

杉田 俊平，藤代 一成

情報処理学会研究報告 (情報処理学会 )  2022–CG–186 ( 5 ) 1 - 6 2022.06

Research paper, summary (national, other academic conference), Joint Work, Last author,  ISSN  2188-8949

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映画・建築・デザイン分野では, 大域照明を考慮した, きわめて写実性の高いレンダリング技術が利用されている. その計算過程においてモンテカルロ推定を利用する場合, 出力画像には最終的な収束値から大きく外れた点を多数含んでしまう. そのため, 低サンプル数でかつ低分散な出力画像が得られる最適化手法が検討されている. 経路誘導は強度分布を事前推定し, 効率的な経路を構築する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を得ることが困難であるため, 強度分布の収束が遅く分散低減効果が低いという課題がある. そこで本研究では, 光源サンプリングを改善することで多光源照明計算における経路誘導の計算効率を高める最適化手法について検討を行う.

Metaverse and the Third Skin

Issei Fujishiro

Journal of IIEEJ (IIEEJ)  51 ( 2 ) 123 - 123 2022.04

Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal), Single Work, Lead author, Corresponding author,  ISSN  0285-9831

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A scientific essay contributed as one of the past presidents to the 50th anniversary issue of the Journal of the Institute of Image Electronics Engineers of Japan.

プライマリレイ走査高速化のためのアフィン変換レイアライメント

西舘 祐樹，藤代 一成

情報処理学会研究報告 (情報処理学会 )  2022–CG–185 ( 2 ) 1 - 6 2022.03

Research paper, summary (national, other academic conference), Joint Work, Last author,  ISSN  2188-8949

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近年，リアルタイムレンダリングでもレイトレーシングが使われ始めているが，依然としてレイトレーシングの時間計算量は大きく，リアルタイムに出射できるレイの本数は限られている．本研究では，アフィン変換を用いて複数本のレイを1 本にまとめることで，レイトレーシングの時間計算量を削減する新たな手法として，アフィン変換レイアライメントを提案する．提案手法をプライマリレイ走査に適用する実験の結果，レンダリング画像に誤差を発生させることなく，かつ空間計算量をほとんど増加させずに，時間計算量を削減できることが確認できた．

スケーラブルな可視化を目指して―可視化研究開発の自分史を振り返って―（招待講演）

藤代 一成

情報処理学会研究速報 (情報処理学会)  2022-CG-185 ( 7 ) 1 - 1 2022.03

Research paper, summary (national, other academic conference), Single Work, Lead author, Corresponding author,  ISSN  2188-8949

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急速な計測・シミュレーション技術の進歩や加速する分散データ資源の蓄積に伴って，コンピュータ可視化には常に対象データや分析タスクの複雑さに対するスケーラビリティが求められてきた．本講演では，30 年間に及ぶ自身の関連研究開発のなかから，視覚マッピング拡張，可視化オントロジ，応用微分位相幾何，出自管理等の代表的トピックを採り上げ，それらのスケーラブルな可視化への寄与を振り返る．

ボロノイ分割モデルを用いたオパールの遊色効果のビジュアルシミュレーション

横田 壮真，杉田 俊平，藤代 一成

情報処理学会研究報告 (情報処理学会 )  2022–CG–185 ( 3 ) 1 - 6 2022.03

Research paper, summary (national, other academic conference), Joint Work, Last author,  ISSN  2188-8949

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オパールは，遊色効果とよばれる光学特性を有する準鉱物であり，その内部に美しく複雑な虹色の模様を発現させることから，古くから宝石として利用されてきた．遊色効果の写実的なビジュアルシミュレーションは，宝石の質感設計の観点から有用である．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手法を提案する．これにより，結晶学に基づく模様の発現を試みる．また，ボロノイ図を距離関数を用いて表現することにより，空間計算量の削減とモデルの解像度向上を試みる．

速さ分布に注目した中割りによるセルアニメモーション生成

小六 優依，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)  46 ( 10 ) 63 - 66 2022.03

Research paper, summary (national, other academic conference), Joint Work, Last author,  ISSN  1342-6893

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3DCGにおけるセルルックキャラクタの動作に従来の3D手法を用いる場合，外見の2D性との次元差異により違和感が生じる．そこで，セルアニメ制作技法に基づき，モーションキャプチャデータから，3D性を緩和した動作を生成する手法を提案する．セルアニメは，中割りとよばれる手法を用い，動作の省略や速さの強調を行うことで，現実動作とは異なる質感をもたらしている．これをふまえ，本手法ではモーションキャプチャデータの速さ分布に注目し，ポーズ描画枚数を減らすことで余剰な動作を省略しながら，中割りによる効果を実現するのに最も効果的なポーズを選択し，セルアニメらしい動作を再現する．

デジタルイラストにおける画材混合スタイルへのフォトレタッチングとその視覚効果の検証

小林 智哉，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)  46 ( 10 ) 91 - 94 2022.03

Research paper, summary (national, other academic conference), Joint Work,  ISSN  1342-6893

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デジタルイラストには，画材に由来する視覚効果を複数組み合わせたペイントスタイルが存在する．表現の幅が広く，イラストが魅力的になる一方で，各画材の塗り分け方，効果の調和にはアーティストの高い技術を要する．そこで，このペイントスタイルを画材混合スタイルと定義し，入力画像を画材混合スタイルに変換する非写実的レンダリングフレームワークを提案する．入力画像を複数の領域に分け，顕著度が高い領域は油彩風に，低い領域は水彩風に塗り分ける．本稿では，実例への適用によりその効果を検証する．

地形特徴量テクスチャと歩行経路マップに基づく自然景観モデリング支援

西田 良輔，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)  46 ( 10 ) 71 - 74 2022.03

Research paper, summary (national, other academic conference), Joint Work,  ISSN  1342-6893

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近年のCG表現における進歩に伴い，3Dインスタンスを用いた地形生成のコストが増加しており，生成手順の煩雑さ軽減が望まれる．加えて，歩行経路を用いて地形を生成する手法はほとんど知られていない．本研究では，地形の特徴量をもつテクスチャと歩行経路が示されたマップを参照することにより，自然地形の景観を高速かつ自動で生成する手法を提案する．本手法により，少ないパラメタのみで歩行経路に沿った多様な自然地形が表現でき，アーティストのモデリングコストを軽減できる．

高速プライマリレイ走査のためのアフィン変換レイアライメント

西舘 祐樹，藤代 一成

情報処理学会第84回全国大会講演論文集 (情報処理学会)  4   247 - 248 2022.03

Research paper, summary (national, other academic conference), Joint Work, Last author

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近年，専用ハードウェアの普及に伴い，リアルタイムレンダリングにおいてもレイトレーシングが使われ始めている．しかし，依然としてレイ走査の時間計算量が高く，リアルタイムに出射できるレイの本数は限られている．これまでにもレイの本数を削減する手法は数多く提案されているが，それらの手法には，取得できる衝突情報も減少してしまうという本質的なデメリットが存在する．そこで，本稿では情報を損なうことなくレイの本数を削減する手法として，アフィン変換レイアライメント（affine-transformed ray alignmentを提案した．加えて，本手法をプライマリレイ走査に適用する実験を行い，その高速化効果について報告した．

遊色効果のビジュアルシミュレーションのためのボロノイ分割ベースのオパールモデリング

横田 壮真，藤代 一成

情報処理学会第84回全国大会講演論文集 (情報処理学会)  4   355 - 356 2022.03

Research paper, summary (national, other academic conference), Joint Work, Last author

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本研究では，オパールをはじめとするコロイド結晶の生成過程がボロノイ図生成に用いられる波面法のアルゴリズムに類似していることに着目し，その内部構造を三次元ボロノイ分割によってモデリングする．これによって発現する模様に物理的な説得力をもたせることを試みる．また，ボロノイ図によるボリューム表現により空間計算量の削減を目指す．