Kimoto Hirotsugu

木元 宏次

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木元, 宏次

Kimoto, Hirotsugu

KANAGAWA University Repository

人の眉 毛表現の ためのRenderManサー フ ェイ ス ・シ ェーダの試作1.人 の 眉 毛 表 現 の た め のRenderManサ ー フ ェ イ ス ・シ ェ ー ダ の 試 作木 元 宏 次*Stella@info.kanagawa-u.ac.jp神 奈 川 大 学 理 学 部 情 報 科 学 科 †1は じめにRenderMan[Upstill89][Eberteta194]は,コン ピュー タ ・グ ラ フ ィック スに利 用す る ため にPixar社に よって設計 され た 強力 な3次 元 画 像 記 述 イ ンタ フ ェー ス であ る。 そ の特 徴 的 な機 能 の 一 つ はRenderManシェ ーデ ィング言語 で あ り,ユ ーザ はそ れ を用 い て柔 軟 に独 自の シェ ーダ を構 築 す る こ とが で きる。本研 究 は,人 の眉 毛 を表 現す る ため にRenderManシェーダ を利 用す る 一一手法 を提案す る もの で あ る。実 際 の人の眉 毛 の画 像デ ー タの観 察 を基 に,2次 元 テ クスチ ャ空 間 に複 数本 の線 分 を描 くRenderManサー フ ェ イス ・シェー ダ を作 成す る。 ベ ジ ェ曲面 で表 現 す る眉 毛形 状モデ ル に その シ ェー ダ を適 用 す る こ とで人 の 眉 毛 を表現 す る。以 下,ま ず,人 の眉 毛 表現 の ため のRenderManサーフェ イス ・シェー ダ の構 築 方法 につ いて 述 べ る。次 に,その シェ ーダ を正 方形 ポ リゴ ンに適応 した表 示例,眉 毛形状 モ デ ル に適 応 した表示 例 を示 し,現段 階 での実 験 成果 を示 す。 最後 に,ま とめ と して,評 価,現 状 にお け る問題 点,今 後 の 課 題 につ い て言及 す る。なお,本 手法 実 現 の た め に,L.1.Gritzによって 実装 され たRenderManInterfaceパッケ ー ジで あ る$lueMoonRenderin、gTools(BMRT)[Exluna,Inc.00]を利 用 した。2人 の 眉 毛 表 現 の た め のRender-Manサ ー フ ェ イ ス ・シ ェ ーダ人の眉毛の一画像デ ータを図1に 示す。図1の 画像デ ータを画像処理(エ ッジ抽出)した画像を図2に 示す。*HirotsuguKIMOTOtDepartmentofInformationScience,FacultyofScience,KanagawaUniversity図1:人 の眉毛図2:人 の眉毛(エ ッジ抽 出)図2の観察を基に,人の眉毛表現 のためのRenderManサ ーフェイス ・シェーダ(眉毛 シェーダ)を構 築す る。シェーダは至って シンプルであ り,2次元 テクスチ ャ空間に複数本の線分 を描 くだけであ る。各線分は以下の ように して決定する。まず,線分の始点 を一様乱数 を用いて設定する。このとき,その ∬座標,y座標それぞれに レンジを定め ることにす る。次に,描く線分の方向を決める。線分の始点 を(郷,py)とす ると,その方向の ∬成分 η」じは,0<vx<P置*8∫(5τはパ ラ メー タ)の レンジ内の一様乱数で,また,y成分vyは,0<vy<(1-P〃)*Sy(Syはパ ラ メー タ)の レンジ内の一様乱数で設定す る。こうす ることで,線一89一分 の方向 は,始点の 謬座標が大 きくなれば,よ り水平方向に近 くな り,また,y座標が小 さくなるに従い,よ り垂直方向に近 くなる(図3)。?ー (1,1)??????(0,0)図3:線 分の方向(テ クスチャ空 間)最後 に,線分の長 さを一様乱数で設定す る。 レンジは,実験 による経験値 で定める。一様乱数生成には,RenderManシェーデ ィング言語にあらか じめ用意 されているnoise(関数 を用 いた。のゆ く結果 は得 られておらず,実験段階の域を出ていない といわ ざるを得 ない。 しか しなが ら,本手法の さらなる改善,改良によって,将来的には良好 な結果 を導 き出せ る,とい う可能性 は示せ たと考えている。残 された問題点 と しては,例えば,次の ような ことがあげ られる。●眉毛 を表現す る線分の始点,方向,長 さを設定する際に用 いるパラ メータは,試行錯誤 による実験値である。・眉毛 を表現す る線分 を描 く際,加 味 したラ ンダム要素の影響で,特に,そ の方向に不 自然さが多 く出て しまっている。●眉毛 を表現す る各線分 の描画 については,濃淡づけ処理 を特 に施 していないため,線分1本 あたりの輝度 は一様である。今後 は,まず,これ ら問題 点を解決 し,より良い表示結果を得ることをめざ したい。また,別の微細形状物体の質感表現 にも挑戦 してゆ くつ もりである。3結 果眉毛 シェーダを正方形ポ リゴンに適用 した表示例 を図4に 示す。描かれている線分の本数 は900である。図4:眉 毛シェーダの適用例(正方形 ポリゴン)参考文献[Upstill89]Upstill,S.,"TheRenderManCompanion:AProgrammer'sGuidetoRealisticComputerGraphics,"Addison-Wesley,1989.[Ebertetal94]Ebert,D.S.,Musgrave,F.K.,Peachey,D.,Perlin,K.andWorley,S.,"Tex-LuringandModeling:AProceduralApproach,"AcademicPress,1994.[Exluna,Inc.00]Exluna,Inc.,"BlueMoonRender-ingToolsUserManual-release2.6,"http://www.exluna.com/products/bmrt/bmrtdoc/2.6/index.html,Dec.1,2000.し次 に,ベ ジェ曲面で表現す る眉毛形状モデル に眉毛シェーダを適用 し,生成 した表示例を図5に 示す。2画 像 共に,画 像生成 にはBlue.MoonRenderingToolsを利用 した。4お わ りに人の眉毛 を表現するため に,RenderManサーフェイス ・シェーダを利用す る手法を試みた。まだ,十分満足図5:眉 毛 シェーダの適用例(ベ ジェ曲面)一90一

<所内学術研究成果報告>I. 人の眉毛表現のための RenderMan サーフェイス・シェーダの試作

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