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ビジュアルコンピューティング 3次元CGによる画像生成

画像電子学会(編) / 西田 友是(監修) / 近藤 邦雄(監修) / 藤代 一成(監修) / 乃万 司(著) / 金井 崇(著) / 高橋 成雄(著) / 金田 和文(著) / 新谷 幹夫(著) / 栗原 恒弥(著) / 斎藤 隆文(著) / 茅 暁陽(著) / 五十嵐 健夫(著) / 北村 喜文(著) / 柿本 正憲(著) / 土橋 宜典(著)

A5判  228頁 上製
 2,900円+税
ISBN 978-4-501-54170-5 C3055
在庫あり

奥付の初版発行年月 2006年09月
書店発売日 2006年09月20日

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紹介

基本的事項から最近の話題まで幅広く解説

目次

第1章 ビジュアルコンピューティング入門(乃万 司)
 1.1 はじめに
 1.2 ビジュアルコンピューティングの原理
 1.3 モデリング
 1.4 2次元座標変換
 1.5 3次元座標変換
 1.6 ビューイングパイプライン
 1.7 投影
 1.8 隠面消去
 1.9 レンダリング
 1.10 実写画像の利用
 1.11 アニメーション
 1.12 ビジュアルコンピューティングにおけるMVC
第2章 モデリング(金井 崇,高橋成雄)
 2.1 はじめに
 2.2 メッシュモデリング
 2.3 細分割曲面モデリング
 2.4 点群と陰関数曲面
第3章 レンダリング(金田和文,新谷幹夫,西田友是)
 3.1 はじめに
 3.2 シェーディング
 3.3 シェーディングモデル
 3.4 画像を利用したレンダリング
第4章 アニメーション(栗原恒弥)
 4.1 はじめに
 4.2 キャラクタの動き
 4.3 キャラクタの形状モデリング
 4.4 キャラクタの変形
 4.5 顔のアニメーション
 4.6 頭髪のアニメーション
 4.7 衣服のアニメーション
第5章 NPR(斎藤隆文,近藤邦雄)
 5.1 はじめに
 5.2 NPR手法の分類
 5.3 対話的描画によるNPR
 5.4 2次元画像に基づく自動描画
 5.5 3次元情報の利用
 5.6 動画像生成における連続性
 5.7 形状のデフォルメ
第6章 ビジュアライゼーション(藤代一成,茅 暁陽)
 6.1 ビジュアライゼーションの目的と意義
 6.2 データーフローパラダイムと分類学
 6.3 SV研究開発の動向
 6.4 情報可視化
 6.5 リアライゼーション
第7章 インタラクション(五十嵐健夫,北村喜文)
 7.1 はじめに
 7.2 グラフィカルユーザインタフェース
 7.3 例示予測インタフェース
 7.4 スケッチインタフェース
 7.5 実世界指向インタフェース
 7.6 3次元ユーザインタフェース
 7.7 バーチャルリアリティ
第8章 GPUによるリタルタイムレンダリング(柿本正憲,土橋宜典)
 8.1 はじめに
 8.2 グラフィックスハードウェア
 8.3 プログラマブルGPU
 8.4 GPUによるリアルタイムレンダリング
 8.5 シェーディングとライティング
 8.6 ボリュームレンダリング
索引
 

前書きなど

 コンピュータグラフィクス(以下CG)の研究が開始されて40年近くが経過しました。CGは近年,教育,産業(製品設計,建築,照明,景観評価など),医学・自然科学,ゲーム・映画などのエンターテインメントなどに広範に応用され,インターネット技術と並んで,われわれの日常生活に不可欠な技術となってきました。最近のトレンドである,ブロードバンド,Web3D,モバイル,携帯電話のいずれにも画像や映像に関する要素技術は必要であり,これらのテクノロジーに向けたコンテンツ作成においてCGは重要な役割を果たしてきています。また,関連ハードウェア・ソフトウェアの著しい進歩がCG研究者の裾野を拡げた結果,関連する国際会議でも投稿数が急速に増加しており,近年のこの分野の進展は目覚しいものがあります。
 1972年の創設以来,画像関連分野の学問・技術の発展に30年間以上貢献してきた画像電子学会にも,1994年にCGを専門とするグループが加わりました。このグループは,「ビジュアルコンピューティング研究委員会」と称して活動を始めました。ビジュアルコンピューティング(以下VC)という概念は,CGにCV(コンピュータビジョン)を組み合わせ,人間が行う視覚情報処理の統合的な枠組みに迫ろうとするというものです。毎年6月に開催されるVCシンポジウムは,論文採択の競争率も特に厳しく,年次大会を除けば,発表数も同学会主催の会議の中で最多を記録しています。また年1回の学会誌のVC論文特集号も本年12回目を迎えました。
 さらに,黎明期からCG界を牽引してきた功績により,西田は2005年,ACMSIGGRAPHからSteven A.Coons Award(歴代12人目,アジア初)を授かりました。それを機に本年画像電子学会では,西田賞が創設されました。これは2年に1人,同学会誌に掲載されたVC関係の優秀論文に最も貢献した著者に対して与えられるものです。このように日本におけるCG研究も国際的に評価されるようになり,国内の諸学会でもCGの位置付けはますます高まってきています。
 本書は,画像電子学会誌(第33巻第4—B号,2004年)において,VC研究委員会の委員を中心に,CGによる画像合成の側面に重点をおいたVCの技術解説を行い,かつそれをもとに開催したセミナーの反響が大きかったことから,書籍化する運びとなったものです。専門家を対象とした解説論文,セミナー資料をもとにしていますので,基礎的な事項を網羅することよりも先端的な技術の現況を提供することを重視してまとめてあります。新たに第1章に基礎的知識を追加し,一定の自己完結性も果たしましたが,より丁寧に勉強するためには,本書の多くの執筆者が関与してまとめられたCG—ARTS協会発行のCGエンジニア向けテキスト「コンピュータグラフィックス」(2004年)などをご参照ください。
 CGは大別して,形状を生成するモデルリング,可視面を抽出して陰影付けするレンダリング,およびアニメーションの3ステップから構成されます。本書では特に,モデリング(第2章)ではパラメータ化と再メッシュ化,細分割曲面,陰関数曲面による点群モデリング,レンダリング(第3章)では大局照明(ラジオシティとフォトンマッピング),イメージベースレンダリング,テクスチャ生成,アニメーション(第4章)ではキャラクターアニメーションにそれぞれ重点をおいて,各技術の最新動向をわかりやすくまとめました。また,新たなCG画像生成(第5章),CGを援用して各種のデータを視覚化するビジュアライゼーション(第6章),視覚を通じた人間とコンピュータとの間のインタラクション(第7章)についても紹介しています。さらにCGのあらゆる側面に影響を与えつつある,ハードウェアを駆使したリアルタイムレンダリングも第8章に独立させて解説しています。
 各章を分担いただいた執筆者の皆様には,お忙しいなか原稿を準備いただき,たいへんお世話になりました。また,最後まで辛抱強く編集をご担当いただいた東京電機大学出版局の徳富亨氏にこの場を借りて厚く御礼申し上げます。
 本書が,読者の方々の日頃の研究や業務に何らかの貢献ができれば,監修者として望外の幸せです。
 2006年7月
 東京大学大学院     西田友是
 埼玉大学大学院     近藤邦雄
 東北大学流体科学研究所 藤代一成

著者プロフィール

画像電子学会(ガゾウデンシガッカイ)
西田 友是(ニシダ トモユキ)
近藤 邦雄(コンドウ クニオ)
藤代 一成(フジシロ カズナリ)
乃万 司(ノマ ツカサ)
金井 崇(カナイ タカシ)
高橋 成雄(タカハシ ナルオ)
金田 和文(カネダ カズフミ)
新谷 幹夫(シンタニ ミキオ)
栗原 恒弥(クリハラ ツネヤ)
斎藤 隆文(サイトウ タカフミ)
茅 暁陽(マオ シャオヤン)
五十嵐 健夫(イガラシ タケオ)
北村 喜文(キタムラ ヨシフミ)
柿本 正憲(カキモト マサノリ)
土橋 宜典(ドバシ ヨシノリ)

上記内容は本書刊行時のものです。

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