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ひらめき☆ときめき サイエンス

プログラムの実施の様子
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プログラムの実施の様子

筑波大学

3次元を撮る,3次元を観る
-好きなシーンを好きな視点から観よう!-

整理番号 HT3016

実施担当代表者

北原 格(きたはら いたる)

理工学群工学システム学類(大学院システム情報工学研究科)・講師

開催日

平成 19年 8月 2日(木)

開催会場

筑波大学理工学群工学システム学類L棟 3L303(筑波キャンパス)

住所:茨城県つくば市天王台1-1-1

関連URL

 http://www.image.esys.tsukuba.ac.jp/hirameki2007/ 

実施の様子

本プログラムは、「3次元を撮る、3次元を観る」と題して、県内外から集まった高校生13名及び保護者1名を対象に開催しました。コンピュータに接続したカメラで撮影した画像をコンピュータで加工することにより、撮影物体の3次元モデルを作成し、実際には撮影していない視点位置から物体を観察する自由視点映像生成に挑戦する体験を通じ、ロボットに視覚を与えるコンピュータビジョンや、コンピュータ内部に構築した3次元モデルを可視化するコンピュータグラフィックスの技術の一端に触れてもらう場を提供しました。

10:00 体験学習(午前の部)
10:00-10:50【基調講演】
オリエンテーションに引き続いて、実施担当者の北原格講師が「画像情報を用いた3次元モデルの復元と映像メディアへの応用」という内容で、プログラムの技術的背景・目的、応用事例などをわかりやすく講義しました。

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開催ポスター   講演に熱心に耳を傾ける参加者

11:00-11:45【実験の準備】
2名ずつ7班に分かれて実験を行いました。実際にUSBカメラを用いて身の回りの物を撮影したり、撮影した画像に対して簡単な画像処理を行ったりすることにより、画像データの構造やコンピュータで処理する手順について学習しました。参加者は、画像中から被写体だけを切り出すような、これまで簡単だと思っていた画像処理が、コンピュータにとっては、実は大変難しい問題であることに驚きと興味を持って取り組んでいました。

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コンピュータを使った画像撮影や、被写体の切り出し処理を行いました.

11:45 昼食
大学での研究者の生活を体験してもらうために、参加者全員で学生食堂に行って研究者・大学院生と一緒に食事を取りました。初めての大学食堂での食事にとまどいながらも、話題の尽きない昼食でした。

12:45 体験学習(午後の部)
12:45-13:30【3次元モデルの作成】
多方向から物体を撮影する装置を用いて自分の好きな物体を撮影し、その画像データから3次元モデルを生成する実験を行いました。カメラの台数を1台ずつ増やしながら、モデルの形状が変化する様子を観察し、その理由を考察することにより、3次元形状推定手法の理解を深めました。生成した3次元モデルを様々な角度から観察し、初めて目の当たりにした自由視点の世界に見入っていました。

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複数枚の画像から3次元モデルを作成し、自由視点映像の生成・提示を行いました.

13:45-15:00【高品質3次元映像生成法の検討】
品質の高い映像を作成することは、それほど簡単ではありません。実験の後半では、参加者全員で知恵を絞り、3次元映像の品質を向上させるアイデアの実現を目指しました。具体的には、これまでに自分達が生成した自由視点映像を良く観察し「画質を劣化させている原因」を見つけてもらいました。つぎに「原因を改善するための対策」を議論し、実際にその対策を実践してもらいました。最後にもう一度自由視点映像を生成し、自分達の選択した方法の有効性を確認しました。このような試行手順は、研究を進める上で重要であることを説明すると、一同深く納得していました。

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多視点画像撮影装置を用いて、お気に入りの物体の自由視点映像の生成を行いました.

15:00-15:30 コーヒーブレーク
研究者・大学院生との懇談を行い、本日の実験や研究生活に対する感想を述べ合いました。

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コーヒーブレークの様子.

15:30-16:45 3次元映像コンテスト
各班で生成した自由視点映像を大型スクリーンに投影し、高品質化実験での“問題点・取り組み・有効性”について、全員参加で発表会を行いました。各班とも、熱心に対策を考えたことが伺える立派な発表を行い、自由視点映像の画質向上にも成功していました。

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3次元映像コンテストを開催し、実験の成果を披露しました.

17:00 修了式
北原講師から、「近い将来、皆さんと、研究の世界で会えることを楽しみにしています」との言葉と共に、一日を通じて科学技術について学んだことを認め“未来博士号”が授与されました。参加者の感想・意見に「映画が好きで映像技術に興味があったので、今回の体験はとても楽しかったです」「3次元をキレイに撮るのはとても大変でした。少しでも改善された時は嬉しくて、この分野にもっと興味を持ちました」「今日この体験で今まで自分が全く知らなかった領域に踏み込んでみて、とても面白いことが分かりました」とあるように、最先端の科学技術を楽しく体験し、研究活動に対する興味をもってもらえたと思います。

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参加者には未来博士号が授与されました.   一日楽しく過ごすことができました.