粒子シミュレーションによる水汚れ画像生成システム

遠藤, 結城, 金森, 由博, 三谷, 純, 福井, 幸男, Yuki, Endo, Yoshihiro, Kanamori, Jun, Mitani, Yukio, Fukui

映像制作や景観予測の分野において，建築物を含む景観の経年変化を写実的に再現することが求められている．しかし，一般的な画像編集ソフトウェアなどを用いて編集するには，専門的技術と多くの時間を要する．本研究では，顕著な経年変化である水汚れを，ユーザが景観画像に直接かつ容易に施せるシステムを提案する．提案システムは，水を粒子の集合で表現し，ユーザが指定した領域において，水による汚れの溶解，運搬および沈着をシミュレーションする．このとき，水の流れる面の粗さを考慮することで，本物らしい複雑な水汚れが得られる．さらに，ユーザはBezier 曲面のメッシュを壁面に合わせて指定することで，遠近や曲面形状に応じて水汚れの付着量を調節できる．シミュレーションは短時間で完了するため，ユーザは結果を見ながら対話的に操作できる．様々な景観画像への適用例やユーザテストを通じ，提案システムの有効性を示す．

Weathering and aging effects are essential for synthesizing realistic outdoor images in the field of film production and scenery prediction. The problem here is that generic image editing software requires labor-intensive work as well as professional skills. In this paper, we focus on a salient aging effect, stains by water flows, and present a system that allows the user to add such stains directly and easily onto outdoor images. Our system represents a water droplet with a particle and simulates the dissolution, transport and sedimentation of deposits using particles in the regions specified by the user. In the simulation, realistic and complex stains can be obtained by accounting for the roughness of the surface where water flows. Furthermore, the user can adjust the amount of deposits according to the perspective and the curved surface using a Bezier patch mesh on the wall surface. The quick feedback of the simulation enables interactive manipulation. We demonstrate the effectiveness of our system through various results and user evaluations.

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