芸術科学会論文誌 投稿用カバーシート

■ 論文種類（以下のうちから一つ選択）
  ・原著論文 フルペーパー    

■ 論文分野（1)〜3)のうちから一つ選択）
  2) 科学系分野

■ カテゴリ（1個以上選択）
  a-2) CG技術(レンダリング)
  a-4) CG技術(可視化)
  a-6) 画像処理技術

■ 該当特集（以下のうちから一つ選択）
  ・特集名「第27回NICOGRAPH論文コンテスト（2011年NICOGRAPH秋季大会）」

■ 論文題名(和文、英文)
特徴的な動き方を考慮したオーロラのビジュアルシミュレーション
Visual Simulation of Aurora based on Feature Motion

■ 著者名(和文、英文)
小島啓史†
竹内亮太†
渡辺大地‡
三上浩司‡

■ 著者所属(和文、英文)
東京工科大学大学院バイオ・情報メディア研究科メディアサイエンス専攻†
東京工科大学メディア学部‡

■ 著者e-mail
kojima.takafumi0@gmail.com
s2rita@nifty.com
earth@media.teu.ac.jp
mikami@media.teu.ac.jp

■ 連絡担当者の氏名、住所、所属、電話、Fax、e-mail
氏名：小島啓史
住所：〒192-0982 東京都八王子市片倉町1404-1
所属：東京工科大学大学院 バイオ・情報メディア研究科 メディアサイエンス専攻
電話：042-637-2111
Fax ：042-637-7814
e-mail：kojima.takafumi0@gmail.com

■ 論文概要(和文400字程度、英文100ワード程度)
自然景観のビジュアルシミュレーションは，3DCG の重要な研究分野の1 つである．これまでに様々な自然景観を再現する手法の開発が行われており，教育，産業などの幅広い分野において活用する機会が増加している．本研究では，北極や南極付近の極地方に現れるオーロラに着目した．オーロラのビジュアルシミュレーションでは，オーロラの形，運動，色といった特徴や，その発生メカニズムを利用することで，オーロラと3DCG の視覚的印象が類似した動画を自動生成できる．本研究ではオーロラの特徴的な動き方と，レンダリング品質の両立を目的とした．オーロラの特徴的な動きを荷電粒子の運動として扱うことで再現した．荷電粒子の運動を再現するために電磁場シミュレーションを行い，荷電粒子の分布の状態によって解析領域を更新することで，解析領域外に飛び出した荷電粒子に対応した．また，物理的な発光過程のシミュレーションに合わせて光の減衰を考慮することで，オーロラに適したレンダリング手法を提案する．オーロラの特徴的な動きに合わせてレンダリング品質についてレンダリング結果の検証を行い本手法の有効性を確認した．

Visual simulation of natural phenomena is one of the most important research fields in 3DCG. Many methods were developed for representing natural phenomena.These methods are used in many fields such as education and industry. We focus on aurora which is light emission phenomena and appears the sky of Polar Regions. Visual simulation of aurora generates dynamic animations by using feature of aurora such as form and motion and colors and generating mechanism. We propose a new approach for simulating and rendering aurora. The proposed method can reproduce motion of aurora, which render the various aurora emission colors. Our method reproduces motion of aurora by simulating the movements of charged particles. In this paper, we use a square grid for simulating the electromagnetic field, which calculates forces acting on the charged particles by simulating the electromagnetic field. The particle positions are iteratively updated, and the grid size is also updated after every iteration so that all the particles are always within the region of the grid. The proposed method reproduces the various aurora emission colors by simulation of the emission process and the light attenuation. Our experimental results indicate the effectiveness of the proposed system.

■ キーワード(和文5個程度、英文5個程度)
3DCG, 自然景観，オーロラ，ビジュアルシミュレーション，電磁場シミュレーション，発光過程．
3DCG, natural phenomena, aurora, visual simulation, simulating the electromagnetic field, light emission process.