3DCGの数理と応用(メディアテクノロジーシリーズ〈1〉) [全集叢書]

3DCGの数理と応用(メディアテクノロジーシリーズ〈1〉) の 商品概要

• 目次

  1．サーフェスメッシュによる形状処理
  1.1　序論
  　1.1.1　サーフェス形状の表現方法
  　1.1.2　ポリゴンメッシュによる形状表現
  　1.1.3　ポリゴンメッシュ処理のためのデータ構造
  　1.1.4　本章の構成
  1.2　スムージング
  　1.2.1　一様ラプラシアンと前進オイラー法によるスムージング
  　1.2.2　後退オイラー法による数値的に安定なスムージング
  　1.2.3　表面積または体積の保存による縮退の防止
  　1.2.4　一様ラプラシアンの問題点
  　1.2.5　余接ラプラシアンの導出
  　1.2.6　平均曲率フロー
  1.3　UV展開
  　1.3.1　境界を固定する方法
  　1.3.2　境界を固定しない方法
  1.4　変形
  　1.4.1　調和関数に基づく変形
  　1.4.2　As-Rigid-As-Possible変形アルゴリズム
  　1.4.3　EARAPの修正
  1.5　おわりに
  2．レンダリング
  2.1　序論
  2.2　陰影計算
  　2.2.1　反射特性
  　2.2.2　光源の種類と輝度計算
  2.3　大域照明
  　2.3.1　レンダリング方程式
  　2.3.2　ラジオシティ法
  　2.3.3　パストレーシング法
  　2.3.4　フォトンマップ法
  2.4　事前計算付き高速レンダリング
  　2.4.1　イメージベースドライティング
  　2.4.2　事前計算付き高速輝度計算
  2.5　光の散乱現象
  　2.5.1　光の散乱
  　2.5.2　最も簡単なモデル
  　2.5.3　一次散乱モデル
  　2.5.4　多重散乱モデル
  　2.5.5　さまざまな散乱現象の表現例
  2.6　高度なレンダリング技術
  　2.6.1　深層学習とレンダリング
  　2.6.2　微分レンダリング
  2.7　おわりに
  3．キャラクタアニメーション
  3.1　序論:
  3.2　キャラクタアニメーションの基礎
  　3.2.1　スケルトン法
  　3.2.2　ジョイント階層構造
  　3.2.3　ワールド座標系とローカル座標系
  　3.2.4　座標変換とワールド姿勢
  　3.2.5　ローカル姿勢
  　3.2.6　フォワードキネマティクス
  　3.2.7　ポーズとモーション
  3.3　インバースキネマティクス
  　3.3.1　四肢向けの解析的手法
  　3.3.2　勾配降下法の応用
  　3.3.3　二次計画問題としての定式化
  　3.3.4　発見的手法
  3.4　モーション変形
  　3.4.1　アニメーションカーブの編集
  　3.4.2　インバースキネマティクスの応用
  　3.4.3　時空間最適化手法
  3.5　データ駆動型モーション編集
  　3.5.1　ノンパラメトリック回帰法のIK応用
  　3.5.2　潜在空間モデルのIK応用
  　3.5.3　ニューラルネットワークの応用
  3.6　おわりに
  4．物理シミュレーション
  4.1　序論
  4.2　剛体シミュレーション
  　4.2.1　剛体とは
  　4.2.2　衝突検出と衝突応答
  　4.2.3　衝突検出の高速化
  4.3　弾性体シミュレーション
  　4.3.1　弾性体と塑性体
  　4.3.2　力学的なシミュレーション手法
  　4.3.3　位置ベース法
  4.4　流体シミュレーション
  　4.4.1　流体の性質とナビエ・ストークス方程式
  　4.4.2　格子/メッシュベース手法
  　4.4.3　粒子ベース手法
  　4.4.4　その他の流体シミュレーション手法
  4.5　その他の自然現象シミュレーション
  4.6　おわりに
  引用・参考文献
  索引

• 出版社からのコメント

  3DCG技術の基礎を支える技術を第一線で活躍する研究者が解説。

• 内容紹介

  【読者対象】
  本書は，理工系の大学生や大学院生を主な読者対象としていますが，3DCG技術に興味のある高校生や社会人，ゲーム制作会社のエンジニア，研究者など，幅広い読者にも役立つ内容となっています。
  
  【書籍の特徴】
  本書で取り扱う内容は3DCGの基礎となる内容です。しかしながら，基礎だから簡単というわけではなく，類書に比べると数学的に高度な内容を含むものとなっています。本書では，3DCGを支える技術を「モデリング」「レンダリング」「キャラクタアニメーション」「物理シミュレーション」といった四つに分け，それぞれ独立した章で解説します。この四つの技術を，もう少し平易な言葉で表現すれば，形を作る・映像を作る・動作を作る・自然界の挙動を再現する，と言い換えることができます。それぞれを各分野の第一線で活躍する研究者が担当しました。
  
  【各章について】
  「モデリング」の章では，物体の形状をサーフェスメッシュによって記述し，それを編集・加工するための諸理論を解説します。
  「レンダリング」の章では，物体表面の輝度計算に焦点を当て，実写並みの映像を生成する大域照明計算手法，事前計算を用いた高速画像生成法などを解説します。また，リアリズムを向上させるために必要な光の散乱といった物理現象についても説明します。
  「キャラクタアニメーション」の章では，アニメーション制作における標準技法であるスケルトン法について紹介し，人型を模したキャラクタモデルのためのさまざまなアニメーション編集技術を解説します。
  最後に「物理シミュレーション」の章では，硬い物体だけではなく，水や空気のような流れる物体を含む，複雑な自然現象の挙動を計算で求めるための手法を解説します。
  
  【著者からのメッセージ】
  コンピュータは長い間，科学技術計算やバックオフィスなどの用途を主として使われてきましたが，パーソナルコンピューターやゲーム機が我々の日常生活の中でも使用されるようになったことで，エンターテイメントを目的とした幅広いアプリケーションが開発されるようになりました。コンピュータの性能の向上に伴い，あたかも現実世界が画面の中に広がっているかのような映像を作り出すことに対するニーズが高まると，3DCGはなくてはならない技術となりました。今日では，ゲームや映画，または広告やVR体験などにおいて，3DCGをベースとしたサービスがさまざまに誕生しています。
  このような3DCG技術も，一朝一夕で登場したわけではありません。コンピュータグラフィックス誕生からの長い期間における，地道な技術開発の積み重ねがありました。その果実を今，私たちは手にしているわけです。このような3DCG技術を高度に使いこなし，さらにその発展に貢献しようと考えるのであれば，その基礎を支える技術に対する理解が必要になります。そのような必要性に応えるために，本書が執筆されました。3DCG技術を支える理論に興味のある方々に，本書を手に取っていただけたらと思っています。
  
  図書館選書
  3DCG技術を高度に使いこなし，更に発展させるため，基礎を支える技術を理解できるように，モデリング・レンダリング・キャラクタアニメーション・物理シミュレーションの４つの基礎要素に分け，それぞれ章ごとに解説した。

• 著者紹介（「BOOK著者紹介情報」より）（本データはこの書籍が刊行された当時に掲載されていたものです）

  三谷 純(ミタニ ジュン)
  １９９８年東京大学工学部精密機械工学科卒業。２０１５年筑波大学教授
  
  高山 健志(タカヤマ ケンシ)
  ２００７年東京大学理学部情報科学科卒業。２０２２年株式会社サイバーエージェント勤務
  
  土橋 宜典(ドバシ ヨシノリ)
  １９９２年広島大学工学部第二類（電気系）卒業。２０１９年北海道大学教授
  
  向井 智彦(ムカイ トモヒコ)
  １９９９年佐世保工業高等専門学校電子制御工学科卒業。２０２０年東京都立大学准教授（名称変更）
  
  藤澤 誠(フジサワ マコト)
  ２００１年高松工業高等専門学校機械工学科卒業。２０２１年筑波大学准教授

3DCGの数理と応用(メディアテクノロジーシリーズ〈1〉) の商品スペック