著者

仲田 将之 柿本 正憲 西田 友是

雑誌

研究報告グラフィクスとCAD(CG)

巻号頁・発行日

vol.2012, no.5, pp.1-5, 2012-06-15

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ウィンドシールド上の水滴の CG アニメーション手法は,レースゲームや自動車のシミュレータでの特殊効果としてすでに使用されている.これまでのアニメーション手法は,親水表面であるガラスを考慮して水滴が流れに沿って濡れ広がることを想定したものだった.一方,自動車分野ではワイパーに加えて撥水フロントガラスを使用してドライバーの視認性を改善する方法が普及してきた.撥水ガラスに付着した水滴の振る舞いは,普通の親水ガラスでのそれとは異なる.本論文では,フロントガラスの撥水性を考慮した水滴のリアルタイムアニメーション手法を提案する.提案法では各水滴を質点として記述し,動的撥水性や重力,空気抵抗などの外力を考慮してシミュレーションを行う.ガラス表面にはそれと同時に霧雨と同程度の粒径を持つ水滴が多数付着しており,しかもこのサイズの水滴は外力の影響を受けにくく静止しているため,一枚の画像として扱う.水滴の移動によって撥水表面が綺麗になる現象 (ロータス効果) も可視化する.本論文では,提案法に基づいて走行する自動車のフロントガラスに付着した水滴のアニメーションが可能なことを示す.Animation of water drops on a windshield is used as a special effect in advanced driving games and simulators. Existing water droplet animation methods trace the trajectories of the droplets on the glass taking into account the hydrophilic or water-attracting nature of the glass material. Meanwhile, in the automobile industry, usage of hydrophobic glass windshields has recently been a common solution for the drivers'clear vision in addition to cleaning the water with wipers. Water drops on a hydrophobic windshield behave differently from those on a hydrophilic one. This paper proposes a real-time animation method for water droplets on a windshield taking account of hydrophobicity. Our method assumes each relatively large droplet as a mass point and simulates its movement using contact angle hysteresis accounting for dynamic hydrophobicity as well as other external forces such as gravity and air resistance. All of a huge number of still, tiny droplets are treated together in a normal map applied to the windshield. We also visualize the Lotus effect, a cleaning action by the moving droplets. Based on the proposed simulation scheme, this paper demonstrates the motion of the virtual water droplets on the windshield of a running vehicle model.