Civil Engineer's Forum-FORUM8 このページをスタートページに設定する スマートフォンサイト モバイルサイト QR

Facebook - FORUM8

Twitter - FORUM8

YouTube - FORUM8

 Powered by Google

 サイトマップ | ご利用条件 | お問い合わせ | FAQ | F8ツールバー 英語翻訳サイト | Japanese | English | Korean | CHS/CHT | Vietnam | Francais | Europe

 誌上セミナー ●CG/VR講座 (1)
監修:CG-ARTS協会http://www.cgarts.or.jp/
Vol.1 座標・画像処理とフィルタリング講座

 今回から新しく、VRデータを作成する際に有用なCGとVRの基礎知識について触れていきます。第1回は、座標と画像処理についてです。

●空間と位置の表現−座標系
 皆さんが普段、当たり前のように目にしている、コンピュータによる3次元空間やCGですが、それらを表現するには、まず物体や空間を数値で表さねばなりません。3次元の立体は点・線・面の3要素で構成されており、最も基本となる要素が点です。この点の位置を正確に表すために、3次元直交座標系を用います。
 原点からどれだけ離れた場所かを示す座標値(x,y,z)によって点の位置が表現できれば、線、面および立体を定義できます。データ化された立体は、座標変換され、移動、回転、拡大・縮小、反転などの変形操作が可能となります。
 一見複雑そうな図形でも、基本的にはこれらの組合せで生成されています。
 ちなみに、地球上の位置決定手法の最近の主流であるGPSなども、原点を地球重心に持ち、地球とともに回転する3次元直交座標系(地球基準座標系)を基準としています。直交座標系と地球楕円体の関係式を用いて経度、緯度、高さに変換されています。


▲図1.3次元直交座標系
(引用:入門CGデザイン・CG-ARTS協会2008年)
●視覚化処理と座標系
 3次元を扱うときに意識されないかもしれませんが、個々の立体モデルはそれぞれ形状を定義しやすいように固有の座標系(モデリング座標系または物体座標系)をもっています。一方、仮想世界全体を管理する座標系(ワールド座標系)で、個々のモデルの配置位置や、視点、光源、投影面の位置を表します。また、仮想空間を2次元画像で表示するには、カメラで風景を撮影するように、カメラ位置(視点)を原点とし、レンズを向ける方向をz軸方向とするカメラ中心の座標系(視点座標系)を考えます。視覚化には、このように処理の段階に応じて複数の座標系を使い分け、その間の座標変換が行われています。

●ラスタ形式とベクタ形式
 ディジタル画像は、画像を図形の集まりとしてとらえ、線分、多角形、円などの座標で表現するベクタ形式と、規則正しく格子状に並んだ点(画素=ピクセル)の集まりで表現するラスタ形式とがあります。

■ベクタ形式
 [長所]解像度の制約がなく、拡大・縮小・変形を施しても図形イメージが劣化しない。
 [短所]本来線画を想定しており、写真のような画像には不向き。
■ラスタ形式
 [長所]写真のように複雑な形や色の組合せの画像でも表現でき、ドット単位の処理が比較的簡単。
 [短所]拡大すると輪郭にジャギー(ギザギザ)が現れたり、縮小すると情報が失われるなど、拡大・縮小・変形に適さない。

●アンチエイリアシング
 ラスタ形式の画像では、斜め線や曲線などに階段状のジャギーが生じます。また、細かい点や線の消失や分離が発生する場合もあり、これらの障害をエイリアシングといいます。この影響を低減する処理をアンチエイリアシングといい、境界部分に背景と図形の中間色の点を配置する手法が一般的です。なめらかな画像を得ることができますが、画像が多少ぼけることがあります。


▲エイリアシング

▲アンチエイリアシング

●フィルタリング
 1つの画素に対して、その周囲の画素の値を用いて処理する方法をフィルタリングといいます。例として平滑化、鮮鋭化、などがあげられます。平滑化は、フィルタによって覆われる領域内の画素値の平均を求めて処理するため、濃淡の変化がなめらかで、ぼけた画像になります。逆に隣との差を出力するフィルタリングが鮮鋭化やエッジ抽出となります。

元画像
平滑化
鮮鋭化


参考文献:
・『ビジュアル情報処理 -CG・画像処理入門-』CG-ARTS協会、2008年
・『ビジュアル情報表現-ディジタル映像表現・Webデザイン入門-』CG-ARTS協会、2008年
・『入門CGデザイン』CG-ARTS協会、2008年

  
前ページ    インデックス 次ページ
(Up&Coming '09 新春特別号掲載)
戻る
Up&Coming

FORUM8


お問合せ窓口




[ ユーザー紹介 ]
中国船級社
[ お知らせ ]
FORUM8デザインフェスティバル2017-3Days+Eveのご案内






>> 製品総合カタログ


>> プレミアム会員サービス
>> ファイナンシャルサポート

最近リリースした製品
RC断面計算
(部分係数法・H29道示対応)
Engineer's Studio® 面内 Ver.3
UC-1 Engineer's Suite 積算 Ver.4
xpswmm 2017
UC-win/Road (Simulink連携
プラグイン・オプション)

キャンペーン実施中
H29道路橋示方書対応リリース
記念、複数同時購入割引
UC-win/Road Ver.12 PSQ
認証取得
オータムFPBポイント倍増

セミナー・イベントカレンダー
開催間近のセミナー
12/12  UC-win/Road DS体験
12/13  UC-BRIDGE(分割施工
 対応)(部分係数法・
 H29道示対応)新製品体験
12/14  CIM入門
12/15  UC-win/Road・VR(東京)

ソフトウェア/支援サービス
VRソフト(バーチャルリアリティ)
《UC-winシリーズ》
・道路・シミュレータ
・ドライブ・シミュレータ
・マイクロ・シミュレーション
・避難解析・シミュレーション
>>その他VRソフト
FEM解析ソフト
・3次元プレート動的非線形解析
・2次元動的非線形解析
・総合有限要素法解析システム
>>その他FEM解析ソフト
土木・建築・設計ソフト
《UC-1シリーズ》
・構造解析/断面
・橋梁上部工
・橋梁下部工
・基礎工
・仮設工
・道路土工
・港湾
・水工
・地盤解析
・CALS/CAD
・維持管理・地震リスク
・建築/プラント
・船舶/避難
>>その他土木・建築・設計ソフト
SaaS/クラウド
《スパコンクラウド®》
・スパコンクラウドサービス
《VR-Cloud®》
・リアルタイムVRシステム
《UC-1 for SaaS》
・FRAME面内
・FRAMEマネージャ
・RC断面計算
・UC-Draw
・電子納品支援ツール
・グループウェア/事務処理
・ファイル転送サービス機能
・UC-1 クラウドサービス
解析支援サービス/サポート
・UC-win/Roadサポートシステム
・設計成果チェック支援サービス
・Engineer's Studio®解析支援
・地盤解析支援サービス
・EXODUS/SMARTFIRE解析支援
・xpswmm解析支援サービス
・建物エネルギーシミュレーション
・3Dレーザスキャン・モデリング
・3D模型サービス
・3D報告書・図面サービス
>>その他支援サービス
各種ソリューション
・耐震診断/解析
・鋼橋設計
・橋梁新工法
・建築設計
・自治体
・医療系VRシステム
・パーキングソリューション
・ECOソリューション
>>その他ソリューション