柔らかい3次元物体モデルの構築と外力による体積保持変形シミュレーション

水野　勇  岩崎　洋平  金子　豊久  栗山　繁  

誌名
電子情報通信学会論文誌 D   Vol.J87-D2   No.6   pp.1319-1328
発行日: 2004/06/01
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DOI: 
Print ISSN: 0915-1923
論文種別: 論文
専門分野: コンピュータグラフィックス（CG）
キーワード: 
変形モデル,  ばねモデル,  柔らかい3次元モデル,  最密構造,  体積保存,  弾性,  摩擦,  

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あらまし: 
本研究は変形を伴う柔らかい3次元物体をモデル化し，様々な外力による変形操作を容易に行う手法を提案する．対象物として球・立方体などの仮想物体のほか，人間の顔頭部を取り上げる．柔らかい物体の表現法として，ばねネットワーク（ばねモデル）を用いる．CT画像をもとに，最密構造を初期配置としバブルメッシュ法を利用し頭部領域を四面体メッシュに分割し，均一なばね長をもつばねモデルを構築する．変形シミュレーションにおいては，ばね力と体積保持力を考慮した柔らかい物体の変形を表現する．手と顔表面などの柔らかい物体相互の接触による反力，または垂直抗力を算出し，それぞれの物理現象を表現する．球と立方体の接触による変形を確認した後，人間頭部モデルに対し，手モデルによる外力を加えるシミュレーションを行い，頭部モデルと手モデル両者ともに体積を保存しつつ変形を表現することができた．更に摩擦力を導入して，唇を押し上げる，引っ張るといった様々な変形操作の物理シミュレーションを行い，提案手法が有効であることを確認した．