研究者詳細

教職員基本情報
氏名
Name
金山 知俊 ( カナヤマ チシュン , KANAYAMA Chishun )
所属
Organization
理工学部ソフトウェア工学科
職名
Academic Title
講師
専攻分野
Area of specialization

コンピュータグラフィックス

学会活動
Academic societies

情報処理学会 学生会員(1992.9)
電子情報通信学会 学生会員(1996.10)
情報処理学会 正会員(1998.4〜現在に至る)
電子情報通信学会 正会員(1998.4〜現在に至る)
芸術科学会 正会員 (2006.6〜現在に至る)

著書・学術論文数
No. of books/academic articles
総数 total number (9)
著書数 books (0)
学術論文数 articles (9)

出身大学院
大学院名
Grad. School
修了課程
Courses
   Completed
修了年月(日)
Date of Completion
修了区分
Completion
   Classification
豊橋技術科学大学大学院工学研究科電子・情報工学専攻 博士後期課程  1998年03月  修了 
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取得学位
     
学位区分
Degree
   Classification
取得学位名
Degree name
学位論文名
Title of Thesis
学位授与機関
Organization
   Conferring the Degree
取得年月(日)
Date of Acquisition
博士 博士(工学)    豊橋技術科学大学大学院工学研究科電子・情報工学専攻  1998年03月 
修士 修士(工学)    豊橋技術科学大学大学院工学研究科知識情報工学専攻  1995年03月 
学士 学士 (工学)    豊橋技術科学大学工学部知識情報工学課程科  1993年03月 
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研究経歴
長期研究/短期研究
Long or Short
   Term research
研究課題名
Research Topic
長期研究  自然物や自然現象のモデル化及び,コンピュータグラフィックスによる可視化 

概要(Abstract) さまざまな自然現象や,自然の物体(生物を含む)を,その性質や形を理解するために計算機で表現可能なモデルを作成し,シミュレーションを行う。また,そのモデルによる結果を確認するためにコンピュータグラフィックスによる可視化をおこなう。 

短期研究  様々な樹種の枝形状を再現可能な樹木の生長モデルの構築 

概要(Abstract) 樹木の生長は芽、枝、花を単位とするシュート
と呼ばれる構造の積み重ねによって形作られ、
葉序や節数、節間長などの違いによって樹種毎
の枝振りの違いが現れる。この樹木の生長を計
算機上で再現するためにシュート単位での生長
をし、パラメータの違いやホルモン、水養分な
どの伝達と光や重力などの環境要因を考慮する
ことで現実同様の樹木の生長シミュレーション
が可能な生長モデルの構築を目指す。 

短期研究  拡張現実感を用いた毛筆筆記システムの構築 

概要(Abstract) 拡張現実感(AR)の手法である、カメラ画像内のマーカ認識による3次元位置測定技術を用いて
毛筆の動きを検出することで、仮想の毛筆筆記システムを構築する。
筆跡生成においては筆先や墨量のモデル化を行い、実際の毛筆筆記のシミュレーションを
実現することを目指す。 

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学術論文
年度
Year
論文題目名
Title of the articles
共著区分
Collaboration
   Classification
NeoCILIUS
   請求番号/資料ID
Request No
掲載誌名 Journal name,出版機関名 Publishing organization,巻/号 Vol./no.,頁数 Page nos.,発行年月(日) Date
2003  自然物、自然現象のCGシミュレーションに関する研究  単著   
私学研修  , 私学研修福祉会  , 第161・162号  , pp.220-235  , 2004/01   

概要(Abstract) CGによる自然物、自然現象の表現は手作業での制作が困難であり、それら自動生成する手法が求められている。自然物の中でも樹木は生物であり、そのリアルな再現には樹木の生長をシミュレートするモデルが必要となる。本研究では現実の樹木にみられる枝や芽を単位としたシュートと呼ばれる構造を再現し、さらに養分や植物ホルモンによる生長制御、光、風、水などの影響を考慮する環境モデルを組み込むことで現実の樹木の生長をシミュレートできる生長モデルの構築を行った。 

備考(Remarks)  

2000  3-D樹木形状データ生成モデラーの作成  単著   
『アカデミア』数理情報編  , 南山大学  , Vol.1  , pp.33-38  , 2001/03   

概要(Abstract) 本稿は環境を考慮した樹木の生長モデルをベースに一般ユーザが扱える樹木形状データ生成モデラー構築を目指した研究の報告であり、データビュワーとGUIによるインターフェースを用意することで対話的な樹木データ生成を実現した。 

備考(Remarks)  

1995  様々な樹種に対応可能な樹木の生長モデルに関する研究 (修士論文)  単著   
豊橋技術科学大学  , 41 pp.  , 1995/03   

概要(Abstract) 様々な種類のリアルな樹木を生成できる生長モデルを作成した。モデルは光環境、ホルモン、分枝の3つの部分で構成され、互いに影響を及ぼすことで生長を制御している。サクラ、ケヤキ、ツツジの3種類について生長シミュレーションを行い有効性を確認した。 

備考(Remarks)  

2006  A Growth Model for Root Systems of Virtual Plants with Soil and Moisture Control  単著   
IEICE Trans. Inf. & Syst.  , IEICE  , Vol.E89-D, No.5  , 1743-1750  , 2006/05   

概要(Abstract) 土による生長阻害と水分による変化を採り入れた根生長のリアルなCGモデルを提案する。CGにおいて植物の地上部分に関しては様々なモデルが存在するが、リアルな根のモデルについてはあまり注意が払われておらず、また生長における根の潜在的影響については十分な検討が行われていなかった。
本研究で提案するモデルは、根全体を複数の屈曲点を持つ部分根が接続点を介して繋がる階層構造で表現し、主根系とひげ根系という2つの一般的な根系の分岐パターンを表現可能としている。
本モデルはまた根生長の特徴として水屈性および重力屈性とよばれる性質と、障害物による生長量、方向の変化を、地下空間をボクセル分割し、それぞれの領域に与えられた水分量や土の硬さにより根の生長を制御することで再現している。
本モデルを用いたシミュレーションの結果、植物の特徴と生長環境による影響を含めたさまざまな根系のパターンを生成することが可能であることを確認した。 

備考(Remarks)  

1999  植物根系の生長シミュレーション  単著   
南山経営研究  , 南山大学経営学会  , 14巻3号  , pp.523-535  , 2000/03   

概要(Abstract) 本稿では植物の地上部だけでなく地下の根系を考慮することでシミュレーションの精度を高め、より現実に近い植物の生長シミュレーションを実現することを目指し、土壌の硬さや水分の影響を考慮した植物根系の形状生成モデルを提案する。 

備考(Remarks)  

1997  コンピュータグラフィックスによる樹木画像生成に関する研究 (博士論文)  単著   
豊橋技術科学大学  , 88 pp.  , 1998/03   

概要(Abstract) 本論文ではコンピュータグラフィックスによる樹木の画像生成に関して、樹木の形状データの作成、アニメーションによる樹木の揺れの表現、樹木画像の高速表示という3つのテーマについて研究を行った結果をまとめた。 

備考(Remarks)  

1997  テクスチャマッピングと線分描画による3次元樹木画像の高速生成手法  共著   
電子情報通信学会論文誌  , 電子情報通信学会  , Vol.J81-D-II,No  , pp.446-449  , 1998/02   

概要(Abstract) 樹木はデータ量が非常に多く、複数の樹木が存在する画像を実時間で生成することは困難である。本論文では視点からの距離に応じて樹木の枝葉を線分やテクスチャで表現することで、データ量を大幅に削減しつつ高速に樹木画像を生成可能な手法を示す。 

備考(Remarks) 執筆者:金山知俊,増山 繁,共同研究により本人担当部分抽出不可能 

1997  樹木の揺れのアニメーション  共著   
電子情報通信学会論文誌  , 電子情報通信学会  , Vol.J80-D-II, N  , pp.1843-1851  , 1997/07   

概要(Abstract) 樹木のCG画像生成の研究は多いが、風などによる樹木の揺れの表現はあまり行われていない。本研究では、樹木を質量を持った節点とそれらの隣接関係で近似し、節点の動きのシミュレーションを行うことで樹木の揺れのアニメーションを実現した。 

備考(Remarks) 執筆者:金山知俊,増山 繁,共同研究により本人担当部分抽出不可能 

1996  分枝規則を再現し,光,ホルモンの影響を考慮した樹木の生長モデル  共著   
電子情報通信学会論文誌  , 電子情報通信学会  , Vol.J79-D-II, N  , pp.1362-1373  , 1996/08   

概要(Abstract) 本論文の生長モデルは光環境の影響、樹木の様々な性質の再現、樹木の分枝規則の正確な再現を三つのサブモデルを用いて実現している。これらサブモデルに与えるパラメータを変更することで、環境の変化、樹種の変更への対応を可能とした。 

備考(Remarks) 執筆者:金山知俊,阪田省二郎,増山 繁,共同研究により本人担当部分抽出不可能 

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その他研究業績
年度
Year
題名等
Titles
カテゴリ
Category
細目
Authorship
掲載雑誌名等 Publishing Magazine,発行所 Publisher,巻/号 Vol./no.,頁数 Page nos.,発行年月(日) Date
2002  自然物、自然現象のCGシミュレーション  研修成果報告  その他 
私学研修福祉会 研修成果報告  , 私学研修福祉会  , 2004/01   

概要(Abstract) CGによる自然物、自然現象の表現は手作業での制作が
困難であり、それら自動生成する手法が求められている。
自然物の中でも樹木は生物であり、そのリアルな再現に
は樹木の生長をシミュレートするモデルが必要となる。
本研究では現実の樹木にみられる枝や芽を単位としたシ
ュートと呼ばれる構造を再現し、さらに養分や植物ホル
モンによる生長制御、光、風、水などの影響を考慮する
環境モデルを組み込むことで現実の樹木の生長をシミュ
レートできる生長モデルの構築を行った。
 

備考(Remarks) 私学研修福祉会機関誌「私学研修」に掲載 

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学術関係受賞
年度
Year
受賞学術賞名
Name of award
受賞対象となった研究/業績/活動等
Activity for which award given
受賞年月(日)
Date
授与機関
Award presenter
2009  優秀ポスター賞  拡張現実感を用いた毛筆筆記システムの改良  2009年10月24日 
芸術科学会 

備考(Remarks)  

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研究発表
年度
Year
題目又はセッション名
Title or Name of Session
細目
Authorship
発表年月(日)
Date
発表学会等名称 Name, etc. of the conference at which the presentation is to be given, 主催者名称 Organizer, 掲載雑誌名等 Publishing Magazine,発行所 Publisher,巻/号 Vol./no.,頁数 Page nos.
2018  6自由度ペンタブレットを用いた筆書き入力手法の試作  単独  2019/03/12 
映像表現・芸術科学フォーラム 2019  , 映像情報メディア学会  , 映像情報メディア学会技術報告  , 映像情報メディア学会  , Vol.43 / No.9  , pp.217-218   

概要(Abstract) 柔軟な穂先をもつ書道の毛筆は,その筆記動作において紙面上で穂先を変形させながら複雑な筆跡を生成する.その動作を計算機に取り込むには位置と筆圧だけでなく筆の傾きや軸回りの回転を取得できる入力デバイスが必要となる.本研究では計算機上で毛筆による筆書きを再現するために,入力デバイスとして上記の6自由度に対応したペンタブレットを用いた手法を検討し,その試作を行った. 

備考(Remarks)  

2018  仮想書道のための柔軟な穂先をもつ毛筆モデルの提案  単独  2018/11/03 
NICOGRAPH2018  , 芸術科学会   

概要(Abstract) ARやVRの技術を用いて書道を再現する仮想書道システムで用いるための柔軟な穂先をもつ毛筆モデルを提案する.書道用の筆は長い穂先をもち,多くの毛を束ねて作られている.その筆記動作においては穂先が大きく変形しながら筆跡を生成する.仮想書道においても穂先の変形を力学的に再現することで実際の毛筆と同様の筆跡を得ることが期待される.本研究ではBergouらによる Discrete Elastic Rods モデルを基に毛筆の穂先の変形をシミュレートする.複数のrodを束ねることで穂先を構成する多数の毛を表現し,rodがもつ墨液の量に応じて毛のまとまり具合を調節することで筆記中の穂先の変化を再現する.この毛筆モデルの効果を確認するための実装を現在行っており,その後ペンタブレットを入力デバイスとした仮システムを作成する予定である 

備考(Remarks)  

2018  仮想書道のための柔軟な穂先をもつ毛筆モデルの提案  単独  2018/09/19 
FIT2018 情報科学技術フォーラム  , 情報処理学会   

概要(Abstract) ARやVRの技術を用いて書道を再現する仮想書道システムで用いるための柔軟な穂先をもつ毛筆モデルを提案する.書道用の筆は長い穂先をもち,多くの毛を束ねて作られている.その筆記動作においては穂先が大きく変形しながら筆跡を生成する.仮想書道においても穂先の変形を力学的に再現することで実際の毛筆と同様の筆跡を得ることが期待される.本研究ではBergouらによる Discrete Elastic Rods モデルを基に毛筆の穂先の変形をシミュレートする.複数のrodを束ねることで穂先を構成する多数の毛を表現し,rodがもつ墨液の量に応じて毛のまとまり具合を調節することで筆記中の穂先の変化を再現する.この毛筆モデルの効果を現在確認中であり,筆跡の生成については今後検討を行う予定である. 

備考(Remarks)  

2018  理系文書作成能力の向上を目的としたピアフィードバックの多様化と効率化  共同  2018/08/09 
ICT利用による教育改善研究発表会  , 私立大学情報教育協会  , 平成30年度 ICT利用による教育改善研究発表会 資料集  , 私立大学情報教育協会  , pp.98 - 101   

概要(Abstract) 理工系学部の学生に求められる理系文書作成能力を向上させ,その技術を定着させるための手法として実習科目におけるレポート作成,成果発表,ピアレビュー等のピアフィードバック(PF)の多様化に取り組んだ.PFの多様化には資料提供やレポート提出に使用してきたLMSを用いることで学生,教員の負担を増すことなく効率的な導入を実現した.アンケート調査やピアレビューの結果から本実践の有効性を確認した. 

備考(Remarks)  

2016  仮想書道システムのための運動力学に基づく毛筆モデルの提案  単独  2017/3/25 
電子情報通信学会 2017年総合大会  , 電子情報通信学会  , 電子情報通信学会 2017年総合大会講演論文集  , 電子情報通信学会  , 1   

概要(Abstract) ARやVRの技術を用いて書道を再現する仮想書道システムで
用いるための力学的挙動を考慮した毛筆モデルを提案する.
本研究では実際の毛筆を用いた筆記でみられる筆先の変形
や,墨の量の変化による筆跡のかすれなどの変化を表現す
るために毛筆の力学的挙動を再現することを目指している.
毛筆の力学的挙動は Bergou らによる Discrete Elastic Rods
モデルを用いて再現する.
また,毛筆の毛先のまとまり具合を墨液の量によって制御
し,墨の量の変化を表現できるようにする.
現在この毛筆モデルは実装の途中であり,
今後その効果を確認するための実験を行う予定である. 

備考(Remarks)  

2013  根および枝先からのホルモン分配による樹木の生長制御法の一提案  単独  2013/9/10 
日本応用数理学会2013年度年会  , 日本応用数理学会  , 日本応用数理学会2013年度年会 講演予稿集  , 日本応用数理学会   

概要(Abstract) 根および枝先から架空の植物ホルモンを分配し、枝の量や生長によってその分配量を調整することで樹高や枝数などの樹木の生長量が自律的に制御されるモデルを考案し、長期間を想定したシミュレーションにおいても樹木の生長量を制御できることを示す。 

備考(Remarks) 講演予稿集には概要のみ掲載 

2013  USBカメラでのマーカ認識による3Dトラッキング手法の性能評価と誤差推定  単独  2013/11/8,9 
NICOGRAPH 2013  , 芸術科学会  , NICOGRAPH 2013 講演予稿集  , 芸術科学会  , 2   

概要(Abstract) マーカ認識による3次元位置計測手法は,拡張現実感(AR)における仮想物体表示の位置決め手法として広く用いられているが,3次元位置計測やトラッキングに用いる場合,十分な精度が得られるかどうかが重要な問題である.
そこで,USBカメラを用いたマーカ認識による手法で十分な精度の3Dトラッキングが可能かどうか,またそのための条件を確認するため,さまざまな大きさのマーカを用いて性能の評価と
予想される誤差の推定を試みた. 

備考(Remarks) 予稿集はCD-ROMによる提供のためページ番号不明 

2012  USBカメラでのマーカ認識による3Dトラッキング手法の性能評価  単独  2013/03/19 
2013年 電子情報通信学会総合大会  , 電子情報通信学会  , 電子情報通信学会 2013年総合大会講演論文集  , 電子情報通信学会  , 1   

概要(Abstract) マーカ認識による3次元位置計測手法は,拡張現実感
(AR)における仮想物体表示の位置決め手法として広く
用いられている.撮影画像中の一部に仮想物体を表示す
る用途では,マーカが正しく認識されればその位置や姿
勢の精度はさほど重要でない場合が多い.一方,マーカ
を棒状の物体に取り付けるなどの方法で3次元座標を特
定する用途では,十分な精度が得られるかどうかが重要
になってくる.そこで,USBカメラを用いたマーカ認
識による手法で十分な精度の3Dトラッキングが可能か
どうか,またそのための条件を確認するため,さまざま
な大きさのマーカを用いて性能の評価を試みた. 

備考(Remarks) 論文集は電子媒体のためページ番号なし 

2011  マーカ認識とペンタブレット入力による運筆測定を利用した仮想書道システム  単独  2011/09/06 
第27回 NICOGRAPH論文コンテスト  , 芸術科学会  , 2   

概要(Abstract) マーカ認識とペンタブレット入力による毛筆の運筆計測を用いた仮想書道システムを提案する。筆者が従来提案してきた、拡張現実感のマーカ認識およびペンタブレット入力による毛筆の位置測定手法と、筆先のモデル化による仮想の紙への筆跡生成手法を組み合わせ、仮想の書道システムとしてまとめたものである。

システムはPC、Webカメラ、マーカを取り付けた毛筆とペンタブレットからなる。毛筆には紙製の軽量なマーカを取り付け、Webカメラで撮影することで運筆をPCに取り込む。ペンタブレットを用いる場合は筆圧を筆の高さとして取り扱う。取り込んだ運筆情報から得られた仮想の筆先の位置と、仮想の紙位置との交差から、筆先モデルを紙の上で変形させることで現実に近い筆跡の生成を実現する。 

備考(Remarks) ポスター発表。
論文集はCD-ROMによる提供。巻/号およびページ番号なし 

2009  感圧タブレットを用いた対話的毛筆ストローク生成  単独  2010/3/26 
第9回 NICOGRAPH 春季大会  , 芸術科学会  , 2   

概要(Abstract) 毛筆筆記を題材とした既存の研究には,あらかじめ与えられた曲線データなどから毛筆
ストロークを作成する手法と,毛筆の動きをリアルタイムに取り込んで筆跡を作成する
手法とがある.前者は主に筆跡画像の生成を目的としており,Non-Photorealistic Rendering
の一種と考えることができる.一方後者は毛筆筆記自体のシミュレートを目的としてお
り,描画ツールや手書き文字入力の一種ととらえることができる.
筆者は従来,拡張現実感(AR)で用いられている,PCカメラで撮影したマーカ画像からの
3次元位置計測技術を用いて紙の位置と筆の動きを求め,毛筆筆記を実現する手法の研
究を行ってきた.これらの研究では,毛筆に軽量なマーカを取り付けることで,実際の
書道具を用いながら仮想の毛筆筆記を実現可能としている.一方で,筆跡の生成手法は
単純な墨跡画像のテクスチャを貼り付けるというものであり,その筆跡はリアルとは言
いがたいものであった.
本研究では,先の研究で用いていた筆跡生成手法を改良し,筆の動きに応じて紙の上で
の穂先の動きを変化させることでより現実に近い毛筆ストロークを生成する手法を考案
し,感圧タブレットを用いてリアルタイムに筆跡画像を生成するシステムを試作した. 

備考(Remarks) ポスター発表。
論文集はCD-ROMによる提供。巻/号およびページ番号なし 

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研究助成
年度
Year
助成名称または科学研究費補助金研究種目名
Name of grant or research classification for scientific research funding
研究題目
Research Title
役割(代表/非代表)
Role
助成団体
Granting body
助成金額
Grant amount
2005  特定研究助成・一般  環境との相互作用による現実感の高い仮想樹木生成モデル構築に関する研究 
     

研究内容(Research Content) 助成金 

備考(Remarks)  

2002  国内研修助成  自然物、自然現象のCGシミュレーション 
  私学研修福祉会   

研究内容(Research Content) 助成金 

備考(Remarks) 国内研究留学に対する助成 

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教育活動
年度
Year
タイトル
Title
内容等
Content
活動期間
Period of Activities
2006   

プログラミング実習I,II,III : 資料を全てWeb上に掲示し,授業時間以外での自主学習を可能にした。
コンピュータグラフィックス:CGの基礎となる数学的、技術的知識の講義に加え、フリーソフトウェアを使用したCG制作を行なうことで総合的な理解を可能にした。 

 
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研究活動/社会的活動
年度
Year
活動名称
Name of activities
活動期間
Period of Activities
2002  留学 (海外)  2003年1月−2003年9月 

活動内容等(Content of Activities) 活動名称:研究留学
目的:植物のCGに関する研究を深化するため
内容:植物のCGに関する海外の最新動向の調査,研究
場所:University of Calgary (カナダ,カルガリー市) 

2002  留学 (国内)  2002年7月ー2002年12 

活動内容等(Content of Activities) 活動名称:研究留学
目的:植物のCGに関する研究を深化するため
内容:植物のCGに関する国内の最新動向の調査,研究
場所:岩手大学 (岩手県盛岡市) 

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著書・学術論文に関する統計情報
年度
Academic Year
学術研究著書の件数
No. of Academic Books
学会誌・国際会議議事録等に掲載された学術論文の件数
No. of Academic Articles in Journals/Int'l Conference Papers
学内的な紀要等に掲載された学術論文の件数
No. of Academic Articles Pub'd in University Bulletins
学会受賞等の受賞件数
No. of Academic Awards Received
国際学会でのゲストスピーカーの件数
No. of Times as Guest Speaker at Int'l Academic Conferences
国際学会での研究発表の件数
No. of Presentations of Papers at Int'l Academic Conferences
国内学会でのゲストスピーカーの件数
No. of Times as Guest Speaker at National Academic Conf.
国内学会での研究発表の件数
No. of Papers Presented at National Academic Conf.
2018 
2017 
2016 
2015 
2014 
2013 
2012 
2011 
2010 
2009 
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2019/04/09 更新