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変幻自在! 質感を操る空間拡張現実感技術

高校1年生 拡張現実感の技術がこんなに進んでいると思いませんでした。具体的にどう使うかも分かったので興味がでてきました。
高校2年生 空間拡張実感とは何かを知ることができた。質感を変えたりすることができるのはとても驚いた。
高校2年生 最初の話も興味がわいたし、空間拡張現実についても知れて良かったです。
高校1年生 ARの応用はすごいと分かりました。
高校2年生 少し難しい内容で、わからなかった面もありましたが、普段きけない貴重なお話がきけて良かったです。
高校1年生 4次元ポッケは作れますか?
高校1年生 先生の話はとてもレベルが高く、ついていけないことが多かったのですが、動画などでわかりやすく解説していただき、少し理解することが出来ました。貴重な講義を受けさせて頂きありがとうございました。
高校1年生 興味が湧く講義でした!
高校1年生 3Dでいろんなものが動くように見えるのが面白く、ただ面白いだけではなくいろんな所に役立っていることに驚きました。ありがとうございました。
高校1年生 面白かった。
高校1年生 むずかしそうと思っていたけれど、本当にむずかしかったです。けど分かりやすかったです。
高校1年生 僕が好きな映画に出てくる技術に以ていたのでとてもおもしろかった。
高校1年生 よかったです。
高校1年生 授業楽しかったです。ありがとうございました。
高校1年生 立ちながらきかせて頂いたのすが少し興味があ高まりました。
高校1年生 面白い。
高校1年生 単に映像を映し出すだけではなく、複雑な計算をして色などを変えているところが面白いと思いました。ありがとうございました。
高校2年生 少し難しい内容だったけどそんなことも出来るんだ!と興味が湧いた。
高校2年生 どういったことをやっているかは理解できたがその内容まで理解はできなかった。
高校2年生 見かけの色彩は照明によって操作できるということを初めて知りました。いい学習になりました。
高校2年生 見かけの色彩は照明によって操作できるということがよく分かりました。ありがとうございました。

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関心ワード
  • 拡張現実(AR) 、
  • 色 、
  • 色彩 、
  • 色覚 、
  • プロジェクタ 、
  • 錯視 、
  • プロジェクションマッピング

講義No.g009820

物体の色や質感を自在に操る「空間拡張現実感(SAR)」の技術とは?

空間拡張現実感とは何か

 空間拡張現実感(SAR)は、プロジェクタなどを用いて実世界に付加情報を提示する拡張現実感技術で、その応用はプロジェクションマッピングとして広く知られています。
 SARの研究では、建物などの形状に合わせて投影映像を変形させるだけでなく、カメラで撮影した映像を基に、動いている物体や変形する物体にズレないように投影する技術も研究されています。それだけでなく、物体の色彩を補償する投影を行うことで、見た目の色彩や質感を変化させる見かけの操作も研究されています。

見かけの操作を実現する技術

 見かけの操作には、所望の色彩に変換する光学技術や、映像の位置合わせをするための幾何変換などが必要です。位置合わせは、投影された映像が撮影画像のどこに写るのかを調べることで実現できますが、マジックミラーを用いてカメラとプロジェクタを光学的に同じ位置に配置することで、この問題を簡単にすることができます。このような仕組みを用いると、物体の位置にかかわらず、撮影された画像の所望位置に映像を投影することができるようになります。実時間での色彩操作を実現する方法としては、物体の反射率の推定とカメラとプロジェクタを用いたフィードバック制御という方法が採用されています。
 最近ではさらに進化し、複数のプロジェクタで投影して、物体を見る角度で色彩や質感を変えることも可能になっています。また、赤い物体を青に変えられないという光学的な限界がありますが、人間の脳の錯視現象を利用して青く見せるという研究も行われています。

エンタメ、工学、医療など多様な分野で応用可能

 SARは、エンターテインメントで応用できるだけでなく、例えば美術館では劣化した美術品の美観を工学的に回復することができます。また、産業分野では工業製品のデザインを行う際、デザイン補助ツールとして利用できます。医療分野では、二色型色覚や白内障の視覚補助技術として応用することもできるなど、多方面での活用が期待されています。

この学問が向いているかも 光学、情報工学、心理物理学

和歌山大学
システム工学部 システム工学科 教授
天野 敏之 先生

メッセージ

 私は、空間拡張現実感(SAR)の研究に取り組んでいます。これは、プロジェクタなどを用いて、直接的に現実世界を拡張する技術で、その応用はプロジェクションマッピングとして広く知られています。空間拡張現実感では、単に物体の上に映像を投影するだけでなく、カメラで撮影された物体の色や模様に対応した映像を投影することで、物体の色彩や質感を変化させる技術も研究されています。
 この技術は、演出だけでなく、光学修復、デザイン補助や視覚補助に応用できます。この研究によって一緒に新しい未来を創造していきましょう。

先生の学問へのきっかけ

 大学時代、ロボットに人間のような視覚機能を持たせる研究をしていました。しかし、途中から拡張現実の研究室に移り、この分野で新しいことをやりたいと考え、プロジェクタを用いた研究に取り組みました。プロジェクタで投影した映像をカメラで撮影し、それをまた投影してカメラで撮影するということを繰り返すと面白い模様が出ることがわかり、さらに位置合わせを厳密にして明るさを調節すると、投影像が安定して色彩は一定になることがわかりました。この技術で、撮影した物体の色彩や質感を自在に操る操作技術を作り出しています。

大学アイコン
天野 敏之 先生がいらっしゃる
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 和歌山大学は未来を託そうとする若者、保護者のみなさんの願いを受けとめ、若者とともに希望ある未来を創り出したいと決意しています。
 新たな学びの場・新たな生活の場へ、期待とともに不安もあると思いますが、国立大学の強みは、学生数に対して教員数が多く、学生と先生の"つながり"が強固なことです。なかでも和歌山大学は、小規模クラス授業や対話的授業を重視するなどきめ細やかな教育と、行き届いた学生生活支援の体制を整えています。そして、卒業後の進路・就職を拓くキャリア・サポートには定評があります。