初心者のための鉛筆デッサンの基礎は，対象を見えたまま正確に描きとる写実であり，獲得が難しい技能である．初心者は自己の写実の誤りに気づくことができない，あるいはデッサン画全体に漠然とした違和感を感じることができても，具体的に写実の何が誤りかを判断できず，同じ誤りを繰り返す．反復練習を指導する教師は，写実の誤りを理解させるため，描く対象と異なった立体物をイメージさせるたとえ（比喩）を用いる．学習者は比喩説明を聞く過程で徐々に，明らかに異なるイメージの写実と感じるようになり，ついに自己の写実の誤りに気づくと考えられる．本論文は学習者の鉛筆デッサン画像に含まれる写実の誤りを顕在化した三次元モデルを構築する手法を検討する．本手法は誤った写実による1 枚の画像から，誤りを映し出し，かつ直感的に不自然さを感じさせる三次元モデルを構築する．写実の8 種の誤りを対象に，デッサン画像の誤りを特徴づける15個の特徴量を用いて三次元モデルのスケーリング変換を定義した．三次元モデルを表示する顕在化ツールを実装した．学習者が本ツールを用いることで，鉛筆デッサンに含まれる写実の誤りに気づきやすくなると期待できる．本研究の一部は文部科学省科学研究補助金基盤研究（B）（2）（課題番号：163000369）による

Hirashima, Tsukasa

Horiguchi, Tomoya

Matsuda, Noriyuki

Soga, Masato

Takagi, Saeko

Taki, Hirokazu

Yoshimoto, Fuji'ichi

Hiroshima University Institutional Repository

鉛筆デッサンが表す写実誤りの三次元モデルによる顕在化

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広島大学学術情報リポジトリHiroshima University Institutional RepositoryTitle 鉛筆デッサンが表す写実誤りの三次元モデルによる顕在化Auther(s) 松田, 憲幸; 高木, 佐恵子; 曽我, 真人; 堀口, 知也; 平嶋, 宗;瀧, 寛和; 吉本, 富士市Citation 電子情報通信学会論文誌 D , J91-D (2) : 324 - 332Issue Date 2008-02-01DOISelf DOIURL http://ir.lib.hiroshima-u.ac.jp/00045773Right Copyright (c) 2008 IEICERelation? ? ????????????????????????????????????????????????????????? ??†a) ?????† ?? ??† ?? ??††?? ?††† ? ??† ?????†Error Visualization for Pencil Drawing with Three-Dimensional ModelNoriyuki MATSUDA†a), Saeko TAKAGI†, Masato SOGA†, Tomoya HORIGUCHI††,Tsukasa HIRASHIMA†††, Hirokazu TAKI†, and Fuji’ichi YOSHIMOTO†???? ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1 ?????????????????????????????????????????????? 8???????????????????????? 15?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????1. ? ? ? ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [1]?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????†?????????????????Faculty of Systems Engineering, Wakayama University, 930Sakaedani, Wakayama-shi, 640–8510 Japan††?????????????Faculty of Maritime Sciences, Kobe University, 5–1–1 Fukae-Minami-Machi, Higashi-Nada-ku, Kobe-shi, 658–0022 Japan†††?????????????????Graduate School of Engineering, Hiroshima University, 1–4–1 Kagamiyama, Higashihiroshima-shi, 739–8527 Japana) E-mail: matsuda@sys.wakayama-u.ac.jp?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????Perkinson ???????????????????????????????????????scaf-fold???????????? [2]???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1??????? 2??????? 3????????????? 3 ???????????? 1???????????????????????????????????????????????? 2???????????????????3?? 2?????????????????????? 3?????????????????????????????????????????????????????????????????????324 ??????????? D Vol. J91–D No. 2 pp. 324–332 c©??????????? 2008??????????????????????????????????????????????? 1? 2????????????????????????????????????? 3???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????Error-Based Simulation ??????? [3], [4]?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 ?????????????????????????????????????????????????????????????????Image BasedModeling [5]????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [6]???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [7]?[9]?2. ????????????????3. ?????????????????????????????????????????????????????????????4. ???????????????????5. ??????2. ???????????????????????????????????????????????????????325??????????? 2008/2 Vol. J91–D No. 2? 1 ????????Fig. 1 Error visualization for pencil drawing.????? 1 ????????????????????????????????????????????????2. 1 ? ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 2????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2. 2 ? ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 2 ?????????????Fig. 2 An example of subject for drawing in a class.?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2. 3 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 19??5????????? [10]?1 ??????????????????????? 1?????? 8?????????? 1???????????? ???????????????????????????? 2????????? ?????????????????????? 3?????????? ???????????????????????? 4??????????????? ? ? ?????????????????????????????????? 5????????????? ???????????????????????????326???????????????????????????????? 6??????????? ??????????????????? 7?????????? ?????????????????????????? 8???????? ???????????????????????3. ???????????????????? 3??????? 1? ?????????????????? 2? ??????????????? 3? ????????????????????3. 1 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 3 ? 1©??????????????????????? S??????????????????????????????????????????? 4 ???????????????? S??S??? ???????????? O??O??? ?????????????????????????? zy?????V?????????????????????????????????????????????????? 3? 2©????????????????????????????????? M1?M6????????M7?M8??????????M9 ????????? 3 ???????????????Fig. 3 Dataflow of error visualization.???? 1 ??? 5?? 6 ???????????????P?????????? S???????????????/??????????? R??????????????P = k3DRSk3D ??????cm??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 4 ???????????????Fig. 4 Virtual space and local space for a drawing-subject.? 1 ???????????????????Table 1 Measuring the size of drawing-subject andthe distance to learner’s viewpoint.? ? ? ? ?? ??cm????? M1 31.0??? M2 27.0??? M3 25.0?? M4 4.5?? M5 0.1????? M6 0.1????? M7 12.5?? M8 16.5????? ?????? M9 18.0?????????? M10 100.0?????????? M11 123.0???????? M12 48.0? 5 ? ? ? ?Fig. 5 Measuring size of dish.327??????????? 2008/2 Vol. J91–D No. 2? 6 ??????????????Fig. 6 Measuring the size of drawing-subject and thedistance to learner’s viewpoint.?????????????????? P??? ?????M7?M8 ??????????????????????S7?S8 ?????????? S??? ????????????????????P??? = k3D⎡⎣M7S70 00 M8S800 0 M7S7⎤⎦S???????????????????? 6 ?????M10?M12 ??????? 3 ? 3©??????????????????????P??????????????????????????????????????????????????????????????3. 2 ?????2. 3 ???? 8??????????????????????????????????????????????? 1?????? 8????????? 2?? 7 ????3. 3 ? ? ? ?2. 3 ??????????????????????????????????3. 1 ????????????????? 2????????????????? F1?F15 ??? [11]??????????????????????????????? 3 ? 4©????????????????????????????? F ′1?F′15 ?????3. 4 ???????????????????????????? F ′1?F′15 ?????????????P????????????? 2 ?????????????Table 2 Feature data from pictures.?? ? ? ? ??F1 ?????????????F2 ?????????????F3 ???????????????F4 ?????-????????????F5 ????????????????F6 ????????????????F7 ????????????????F8 ????????????????F9 ??????????????F10 ??????????????(F11, F12) ?????????F5 ? F6 ????(F13, F14) ?????????F9 ? F10 ????F15 ?????????????????? 7 ????????????Fig. 7 Feature data of a picture of drawing-subject.?????????? P′ ?????? 3 ? 5©?????????????????????????????????????????????????1????P???????P?????P??? ?????? P? ???????? P????P??? ??????? P?????????????? P????? ????????? P???? ?????? V ?????????????? 1 ?????????? 1???????????? ?? 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P??? ????????????????????????????????????P′??? =⎡⎣F ′3F ′1· F1F31F ′3F ′1· F1F3⎤⎦P?????? 7?????????? ????????????????????????????????????????????????? P???? ? x ????????????????????????????????????????????????????P′???? = P???? +⎡⎣(F ′11−F ′13)·F5F ′500⎤⎦??? 8???????? ???????????????????????P? ? y ??????????????P′? =⎡⎣ 12F ′4−F ′22F ′1· 2F12F4−F21⎤⎦P?4. ? ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????4. 1 ? ? ?? 3 ???????????????????????? 8?? 9?? 10 ????????????????? P??????????????????????????? P′ ????????????????? VRML2.0???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 11??VRML????????????????????????????????????????????????????????????????????329??????????? 2008/2 Vol. J91–D No. 2? 8 ????????????Fig. 8 A display-example of error visualization tool.? 9 ??? 4???????Fig. 9 An example of error visualization for ErrorNo.4.????????x????????????????z ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????k3D ??????????????????????4. 2 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 18?????????????????????2. 3 ?????????????????????????????? 10 ???????????Fig. 10 Display-examples of error visualization.? 11 ???????????Fig. 11 Viewpoints presetted.?????????????? 1????? 8???????????????????????????????????? 8???????? 8 ????????????? 6 ???????????3???????????????????????????????? 3?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????330?????????????????????????????? 12 ? ? ? ?Fig. 12 Result of the investigation.??????????????????????????????????? 12????t???????????????????????t(17) = 2.89, p < .01????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 2??2????4??? 43?????????????????????? 2 ?????? 2 ??2????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5. ? ? ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 8??????????????????????????? 15 ??????????????????????????????????VRML??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [12] ?????????????? ????????????????????????????????????NHK??????????????????????????????????????????B?2??????163000369?????? ?[1] R.D. Reyna, How to Draw What You See, Watson-Guptill Publications, 1970.[2] H.J. Perkinson, Learning From Our Mistakes: Rein-terpretation of Twentieth Century Educational The-ory, Greenwood Press, 1984.??????????????????????????????????????2000?[3] T. Hirashima, T. Horiguchi, A. Kashihara, andJ. Toyoda, “Error-based simulation for error-visualization and its management,” InternationalJournal of Artificial Intelligence in Education, vol.9,pp.17–31, 1998.[4] ?? ???????“???????????????????????” ????????????vol.21, no.3,pp.178–186, 2004.[5] P.E. Debevec, C.J. Taylor, and J. Malik, “Model-ing and rendering architecture from photographs: Ahybrid geometry- and image-based approach,” Proc.23rd Annual Conference on Computer Graphics andInteractive Techniques SIGGRAPH ’96, pp.11–20,1996.[6] N. Matsuda, S. Takagai, M. Soga, T. Hirashima, T.Horiguchi, H. Taki, T. Shima, and F. Yoshimoto,“Tutoring system for pencil drawing discipline,”Proc. ICCE 2003, pp.1163–1170, 2003.[7] ??????????“??????????????????????” ????D-II??vol.J82-D-II, no.10,pp.1693–1709, Oct. 1999.[8] ??????????“????????????????????????” ?????vol.41, no.3, pp.701–710,2000.[9] B. Gooch and A. Gooch, Non-Photorealistic Render-ing, AK Peters Ltd., 2001.[10] ????????????????????“???????????????????????????????????” ?????ET2001-118, March 2002.331??????????? 2008/2 Vol. J91–D No. 2[11] ????????????????? ????? ????????“?????????????????????????” ????????vol.32, no.4, pp.386–396,2003.[12] ??????? ??“????????????????????—????????????? error-basedsimulation ????” ??????vol.17, no.4, pp.462–472, 2002.??? 19 ? 4 ? 2 ????8 ? 24 ??????? ?? ????1992 ???????1997 ??????????????????????????????1998 ??????????????????2000 ??????????????2005 ?????????????????????????????????? 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Error Visualization for Pencil Drawing with Three-Dimensional Model

http://ir.lib.hiroshima-u.ac.jp/files/public/4/45773/20180518094220397260/DenshiJoho_j91-d_2_324.pdf

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