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　第4回国際VRシンポジウム-World16 サマーワークショップ

●日時：2011年7月25日～28日 ●開催地：ピサ(イタリア)

(Up&Coming　2011年9月号)

　オープニングセッション

　7月25日、イタリア・ピサ大学で開催されたワークショップの開催に先立って、アリゾナ州立大学の小林佳宏氏があいさつしました。
同じプラットフォームを使う16人のメンバーが、建築や都市計画おけるバーチャルリアリティ活用に関する研究開発を促進するという、World16のビジョンについて確認しました。
毎年行われるシンポジウムやワークショップを通じて、UC-win/Roadを使ってバーチャルリアリティによる研究の開発と発表を行っていくという目的や意義について説明しました。

■　Summer Workshop スケジュール

Day 1	7月25日(月)9：00－18：00　ピサ大学(Pisa)
	Opening(小林先生、Paolo教授) ピサ大学工学部長あいさつ World16メンバープレゼンテーション FORUM8プレゼンテーションゲストスピーカー招待講演 Pisa　散策＆夕食
Day 2	7月26日(火)9：00－23：30　ピサ大学(Pisa)
	World16メンバープレゼンテーション特別ゲストスピーカー講演(Dinitech社　Enrico Dini氏) Lucca　散策＆夕食
Day 3	7月27日(水)9：00－12：30　ホテルミーティングルーム(Venice)
	Firenze散策 Venice夕食 NightWorkshop
Day 4	7月28日(火)9：00－23：30　ホテルミーティングルーム(Venice)
	Closing Workshop/"Business Modeling Research Award"発表・表彰

▲ワークショップ開催会場となった
ピサ大学工学部のメインビルディング

　World16 メンバーによるプレゼン内容と研究予定

ここでは、ワークショップの1日目、2日目で各メンバーが発表した内容を紹介します。各メンバーは、今回の発表を踏まえ、さらに進化させた内容を、11月に東京で開催される第5回国際VRシンポジウムで発表します。

1	Wael Abdelhameed 氏　バーレーン大学/バーレーン

プロジェクト・マネジメントにバーチャルリアリティを導入し、工程計画と報告業務を効率化する活用例について説明しました。
構造部材の位置関係や、工事の進ちょくに伴う建物の建設ステップなどをバーチャルリアリティで時系列的に表現しました。

■UC-win/Roadに属性情報を持たせる
プロジェクトマネジメントをバーチャルリアリティ化するため、UC-win/Roadとビルの構造部材のデータをXMLファイルによって連携させることによって、UC-win/Roadに構造部材の属性情報を持たせるようにしました。また、データベースソフトであるマイクロソフトAccessの出力結果も取り込み、バーチャルリアリティ空間に表示させるようにしています。

2	Thomas Tucker 氏　ウィンストン・セーラム州立大学/アメリカ

モーションキャプチャの手法を使って、動物や人間の動きを計測し、バーチャルリアリティによってリアルに再現したり、3Dアニメーションや音によってアート作品を制作したりと、ユニークな研究内容を紹介しました。
このほか、UAEの遺跡をモデル化し、風解析を行っています。
今後、話している時や様々な歩き方、調理や掃除など、12～14パターンの動きをモーションキャプチャでデータ化し、UC-win/Road上で動きを再現することなどを計画しています。

■より自然でリアルな動きを追求
UC-win/Road上ではクルマや電車などの乗り物とともに、人や動物が動くことで、街の状態を生き生きと表現することができます。ただ、デフォルトの動きはややぎこちない面もあります。
Tucker氏の研究によって、人や動物のモデルがあたかも実写映像を見ているかのようにリアルに動かすことができるようになりそうです。さらに、人の表情や様々な生活シーンでの動きも豊かに表現できるようになるでしょう。
発表後の質疑応答ではフォーラムエイトのVR開発テクニカルマネージャ、ペンクレアシュ・ヨアンより、将来的にはこれらの技術をFBX形式でとしていきたいとの意見もありました。

3	Ronald Hawker 氏　ザイード大学/UAE

ワジ(涸れ川)周辺の地形や民家の分布などをGoogleEarthやSketchUpでモデル化するとともに3次元モデル、水の流れとの関係などを研究しています。
ワジは山間部の農村にはよくあり、複数のワジが集まっている場所もあります。
そして冬季に降った雨を貯水しておき、重力によって流れる水路を使って、一年中、耕作することも可能です。

■UC-win/Roadによる動的シミュレーションも
Hawker氏は、さらにUC-win/Road上にワジのモデルを構築し、より動的なシミュレーションを行い、結果のマルチメディアプロジェクトを、11月に開催される国際VRシンポジウムで発表する予定です。

4	福田知弘氏　大阪大学/日本

3Dレーザスキャナで計測した「点群」データを利用する上で、3つの問題点があります。1つ目はポリゴン数が多すぎて3次元CADやBIM、バーチャルリアリティ上で扱いにくいこと、2つ目は計測した物体の「角」の位置が不正確なこと、3つ目は点群には欠落した部分があることです。これらを解決するため、「Poly-Opt」というシステムを開発しました。このほか、クラウドコンピューティングタイプのバーチャルリアリティシステムを活用し、都市計画に関する会議を遠隔地同士で行った例も紹介しました。

■点群データからシンプルなモデルを作成
平面の壁で構成された建物は多いが、3Dスキャナで計測した点群データから建物の角を割り出すのは非常に難しいです。
Poly-Optは建物の壁の点群から、最も誤差が少ない平面の位置を割り出して、それぞれの平面の交点を求めることで、角の位置を自動的に算出する機能を持っています。こうすることで、点群に欠落があっても自動的に補完して単純なモデルデータを作れます。また、建物表面のテクスチャを自動作成する機能もあり、3Dスキャナの点群データから建物のモデルを効率的に作成することができます。

5	Kostas Terzidis 氏　ハーバード大学/アメリカ

空車の駐車場を見つけることが難しい市街地で、一般の駐車場やパーキングメーター、私道などの駐車スペースをモバイル通信デバイスで取引できる「eパーキングシステム」を考案しました。駐車中のクルマからは、駐車スペースを譲る料金をシステムに提示し、駐車場を探しているドライバーは、待ち時間や駐車場までの距離と料金を対比して、最も有利な駐車スペース提供者とリアルタイムに取引する仕組みです。このシステムをUC-win/Roadによってシミュレーションし、実現可能性を評価したいと考えています。

■変動相場制による駐車ビジネスの可能性を追求
固定料金と変動料金、ピーク時とオフピーク時に分けた運用、超過料金や遅延料金の請求など、様々なシナリオをテストする必要があります。オークションによって、駐車スペースを最高入札者と取引するサービスも考えられます。

6	Matthew Swarts 氏　ジョージア工科大学/アメリカ

建物などに柔らかい影を付ける「アンビエント・オクルージョン(AmbientOcclusion：AO)」のプラグインソフトを、UC-win/Road用に開発しました。UC-win/Roadへの実装段階を5つに分けて実行し、ジョージア工科大学のキャンパス全体のバーチャルリアリティモデルにAOを施し、リアルタイムにレンダリングを行うデモを披露しました。

■UC-win/Roadの表現力を豊かに
アンビエント・オクルージョンによってリアルタイムにレンダリングを行えると、バーチャルリアリティの質感がより自然に見えます。今回のワークショップではTucker氏もモーションキャプチャによって計測した動きをバーチャルリアリティ上で表現する研究を発表しました。動きとレンダリングの両面でリアルな表現ができるとUC-win/Roadはシミュレータとしてより豊かな表現力を発揮できるようになるでしょう。

7	Marc Aurel Schnabel 氏/Yingge Qu 氏　香港中文大学/中国

写真からマンガ風のイラストを自動作成するシステムについて発表しました。マンガの背景画の特徴は、建物などを「線」とスクリーントーンによる「テクスチャ」によって表現することです。そこで写真を画像処理する時に線の強さや、テクスチャとして数種類のパターンを張り込むことで、マンガ風イラストを自動作成することに成功しました。

■UC-win/Roadでマンガの街を疾走
Aurel氏らは、写真から自動作成したマンガ風の街並みイラストをUC-win/Roadで作成した道路の両側に配置したバーチャルリアリティのモデルを作成しました。発表の最後に、このシステムを使ってマンガの街並みの中を、リアルタイムにドライブするというデモンストレーションを披露しました。

　Digital Manga UC-win Road　　Manga-Me Plugin

UC-win/Roadで作成したVRモデルから、マンガ風のイラストを作成するシステム。

8	楢原太郎氏　ニュージャージー工科大学/アメリカ

UC-win/Road上で人間行動を可視化する技術の開発に取り組んできた経験を基に、UC-win/Roadモデルの新たな分野への活用とその実現について3つのアイデアを紹介しました。1つ目は「マイクロコントローラ」と呼ばれるデータ入出力装置と、UC-win/Roadが直接データ交換できるインターフェースの開発です。これが実現すると、UC-win/Road上で人々の歩行範囲を制限する障害物などをリアルタイムに動かすことができ、それに連係した人の流れを解析できるようになります。2つ目は拡張現実感(AugmentedReality：AR)との連係で、現実の世界とバーチャルリアリティを組み合わせてiPhoneなどで見られるようできます。3つ目は多数の群集や樹木などを表現する時、3Dモデルでなく、2Dのシルエットとして表現することでバーチャルリアリティの負荷を軽減しようというアイデアです。

■UC-win/Roadにリアルタイム性を導入
マイクロコントローラとの連係が実現すると、インターネット上で気象情報なども、バーチャルリアリティの世界に取り込んで利用できます。天候や気温、雨量も、河川の水位などを、リアルタイムに取り込むことで、現実とモデルをマッチさせることができ、現実の条件に基づいたシミュレーションが可能になります。
歩行者天国道路の開始、終了時など歩行範囲が変更される瞬間に、非定常な人の流れをシミュレーションする上でも有効に利用できそうです。

9	Amar Bennadji氏　ロバートゴードン大学/イギリス

交通渋滞を緩和させるために、携帯電話を活用した統合技術、車載センサーの活用、照明灯や交差点に設置した固定カメラによるモニタリング技術について解説しました。
クルマとデータ解析センターがリアルタイムで双方向の情報交換を行うカーナビシステムや、交差点周辺の信号連動のカメラによる車速や方向の検知システムなどを活用することで、大規模な交通管制室はもはや必要ないと語りました。

■欧州とアフリカを結ぶ長大架橋プロジェクト
冒頭でイタリア統一150周年を記念して計画されているイタリアとチュニジアを結ぶ欧州-アフリカ架橋プロジェクトの3Dモデリングについて紹介しました。イタリア半島の"つま先"部分からシチリア島を経由し、アフリカのチュニジアに至る、道路と鉄道からなる壮大なプロジェクトです。橋の途中には人工島が設けられ、街や空港を建設する構想です。この巨大プロジェクトを一部、UC-win/Roadで再現していました。

10	Nik Luka 氏代理　マギル大学/カナダ

今年FARMM(Facility for Architectural Research inMediation)では、3Dスキャナによって作成された点群の中で欠けているデータを利用したVRモデルを開発し、ケベック州モントリオール近郊のセント・チャールズ地区の複数の関係者による様々な視点を同時に表現するプロジェクトを進めています。発表は研究室のスタッフが行いました。

■「データの影」を活用
このモデルは、本来存在している「データの影」――つまり、文字通り点群から欠けているデータおよび点と点の間に存在する空間を利用して、1つのシミュレーションにおける多元なデータベースを差異化すると同時に重ね合わせるものです。複数ソースからの点群データを取り扱い、それをUC-win/Roadに取り込むためのツールを実装するという意図があります。

11	Ruth Ron 氏　フロリダ大学/アメリカ

「Cadna-A」という騒音解析ソフトによるシミュレーションと、都市環境におけるUC-win/Roadの交通シミュレーションを連携させるプロジェクトを行っています。将来的には、騒音シミュレーションの点データをVR環境に配置し、音響シミュレーションの聴覚的な表現を行いたいと考えています。

■シミュレーション結果を3Dプリンタで模型化
UC-win/RoadからCadna-Aに連携するシミュレーションマップを使い、騒音を3Dで可視化するとともに、3Dプリンタでも模型を作成することも計画しています。

12	Marcos Novak 氏　カリフォルニア州立大学サンタバーバラ校/アメリカ

価値のベクトル(Vector of Value)というテーマで、情報過多な社会の中で必要な情報をどのように獲得し、目的の実現に結びつけていくかを、最近のiPhoneアプリを例に挙げて説明しました。
Novak氏はUC-win/Roadと作曲ツールやゲームエンジン、iPadなどを組み合わせた情報提供システムの開発を考えているとのことでした。

■iPhoneとUC-win/Roadの連携で新しい情報活用
講演の中で登場した「Aurasma」というアプリは、情報を知りたいものにiPhoneのカメラを向けると、動画や音声などのコンテンツが自動的に流れるというもの。
「INNERACT.US」は、自分の希望をクラウドにアップすると、誰かがそれを見つけて実現を手伝ってくれるというものです。
UC-win/Roadの情報を、こうした情報端末で活用できるようになると、新たな情報活用が生まれそうです。

13	小林佳宏氏　アリゾナ州立大学/アメリカ

「3Dプロジェクション・マッピング」とは、建物の壁面に建物の形状、寸法にあった映像を複数のプロジェクターで映写することより、現実の建物が動いたり壊れたりするように見せることができます。
この技術をUC-win/Roadと組み合わせることで、バーチャルリアリティと組み合わせた活用ができないかと考えています。3Dマッピング関係者とのミーティングやワークショップに参加したところ、実現はそれほど難しくなさそうです。
11月のシンポジウムまでには、なにかプロジェクトを実現したいと思います。こ
のほか、「メッシュエディティング」というモデル編集手法や、単純な形状の建物にテクスチャ部品を張り付けて都市モデルを効率的に作成する「都市デザインツール」も開発しました。

■実物の建物や構造物にバーチャルな躍動感を演出
バーチャルリアリティの映像をパソコンのモニターやヘッドマウントディスプレーではなく、実物の建物や構造物に映写することで、現実の建物にバーチャルな躍動感を与えるという、これまでになかった演出効果が実現できます。
都市インフラを使った新しいアートやイベントなどの世界が広げ、新たな市場を切り開く可能性も期待できるでしょう。

14	Paolo Fiamma 氏　ピサ大学/イタリア

17世紀に造られた城壁に囲まれた古都、ルカでは「PIUSS(持続可能な都市開発の統合計画)」という都市計画により、2015年までに技術センターやバスターミナル、博物館、マーケットなど様々な施設が建設されます。これらの施設が道路交通に与える影響をUC-win/Roadで解析しました。街路の構築にGISのデータを利用し、交通流のデータを解析して、UC-win/Roadでモデルを作成しました。その結果、施設によって影響を受ける道路は、城壁に沿った外周道路と、都市の西側の区域であることが分かりました。

■古い城郭都市を丸ごとバーチャルリアリティ化
城壁の内部にあるローマ時代からの街並みと、外部の道路を丸ごとバーチャルリアリティ化したモデルは、シンプルに作られているものの、まるで都市模型を見るかのように美しさです。

　ゲストスピーカー講演

	Simon Mabey 氏　地球都市モデリング/Ove Arup and Partners

世界37カ国に1万人のスタッフを擁し、設計から計画、エンジニアリング、施工管理まで幅広いサービスを展開する同社の中で、Mabey氏は北西支社の3Dモデリング部門を率いています。
1996年以来、航空レーザ測量や航空写真測量、地上型・車載型3Dレーザスキャナなどを駆使して、建物や都市のモデリングに取り組んできました。
その中には400エーカー(約1.6km2)の都市を丸ごとモデル化した例もあります。
CADや地上での測量、航空レーザ、航空写真測量などを組み合わせて、4段階のモデル化手法を使い分けながら景観や交通、環境、洪水などの問題解決に活用している事例を紹介しました。

	関文夫氏　　日本大学理工学部土木工学科教授

大成建設在籍中に、道路の法面や橋梁やトンネル、高速道路のサービスエリアなど、幅広い土木構造物でデザインを実践してきた経験を元に、土木構造物のデザイン手法やCG・モデリングの活用効果について語りました。橋桁や橋脚に凹凸のあるテクスチャを付けることで影をデザインに生かしたり、アーチ橋をスレンダに見せたりするテクニックのほか、擁壁のような身近な構造物におけるデザイン例も紹介。また、コンクリートを使えない地区で、お城の石垣の荷重支持メカニズムを取り入れた道路などの施工例、法面の緑化手法についても紹介しました。

　フォーラムエイト・プレゼンテーション

フォーラムエイト社長伊藤裕二は冒頭に東日本大震災への対応と、数多く寄せられたお心遣いに対する謝辞を述べた後、UC-win/Roadの機能強化やユーザからの評価、フォーラムエイトの事業内容について解説しました。
CSAJアライアンス大賞の受賞や、神戸研究室でのVRを含めたスパコンクラウドサービスの開始やオフィスロボットの開発、AllplanとUC-win/Roadを中核としたBIMワークフロー整備にも触れました。
最後にバーチャル・デザイン・ワールドカップへの参加も呼びかけました。
続いてペンクレアシュ・ヨアン氏がUC-win/Road Ver5.2の新機能、
クリストフ・スーリエ氏がVR-Cloud(TM)、ハフィド・ニニス氏がロボットの開発やUC-win/Roadとの連携について詳しく説明しました。　


▲フォーラムエイト社長伊藤裕二	▲UC-win/Road Ver5.2の新機能	▲VR-Cloud(TM)の紹介	▲ロボットの開発やUC-win/Road との連携を紹介

　5つのプロジェクトをビジネスモデル化研究奨励賞に選定

「ビジネスモデリング研究奨励賞」としては以下の5件のプロジェクトが選定・表彰され、研究奨励金が贈られました。
11月の国際VRシンポジウムに向けて、今後これらの研究に対してはフォーラムエイトから重点的に技術・開発面でのサポートを行っていきます。

1	「建設プロジェクトのモニタリングにおけるVR活用」


Wael Abdelhameed(バーレーン大学)

2	「eパーキングシミュレーション」


Kostas Tersidis(ハーバード大学)

3	「UC-win/Roadのシェーダーグラフィクス」


Matthew Swarts(ジョージア工科大学)

4	「UC-win/Road"デジタル漫画"」


Marc Aurel Schnabel ＆ Yingge Qu(香港中文大学)

5	「メディア領域におけるナビゲーション」


Marcos Novak(カリフォルニア州立大学SB校)

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