著者

三嶋 仁 田中 敏光 佐川 雄二

雑誌

情報処理学会論文誌 (ISSN:18827764)

巻号頁・発行日

vol.49, no.12, pp.4080-4087, 2008-12-15

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本論文では,グラフィックスハードウェアを使って,メタボールを直接リアルタイム表示する方法を提案する.提案手法は,レイキャストと同様に,視線上を等間隔に区切ったサンプル点でポテンシャルを計算する.ただし,ポテンシャルが存在しない場所で無駄な計算を行うことを避けるために,各粒子の最大影響範囲を表面とする球を包含する立方体を作成し,その視点側の半分を計算候補領域に選ぶ.そして,計算候補領域が不連続の場合には,Zバッファによる前後判定を使って次の計算候補領域にサンプル点を移動することで,効率的なサンプリングを実現する.また,選ばれたサンプル点のポテンシャルを,それぞれの粒子によるポテンシャルを画像に加算合成する方法で計算する.閾値を超えたサンプル点を物体の中にあると判定し,直前のサンプル点との間を補間して,物体の表面を推定する.さらに,視線方向に並んだ4点を同時に計算することで.処理コストを減らす.このような,GPUの特性を活用した実装により,メタボールの実時間表示を実現した.実験では,4 096個の粒子を使って表現した物体を,256×256画素のサイズで,30 fps前後で表示することができた.This paper presents a real time rendering method for metaballs. The method computes potential at equal interval sampling points like ray-casting. However, in order to remove unnecessary sampling points, a bounding cube is created for each particle then its front-half is selected as the sampling area. At each pixel, the initial sampling point is selected on the front surface of the nearest are. The sampling point shifts at same interval step by step. However, if the sampling areas are not continuous on the ray, the sampling point is made to jump to the next area by using modified Z-buffer algorithm. For each particle, potential at the sampling points is added to the accumulation buffer, which is the same size of the image. Then potential at each pixel is evaluated. If the value is over the threshold, surface of the object is estimated by interpolating between the sampling point and the proximate point. In addition, the cost is reduced by computing 4 sampling points along the ray together. By considering feature of GPU, real-time rendering is realized. The experimental result confirmed that 256×256 images including 4096 metaballs are created in 30 fps.