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隠消型プロジェクションマッピングマーカー

工業デザインや医療情報可視化などの応用を見据え、3Dプリンタで出力したモックアップにきちんと映像を3次元的に位置合わせするためのプロジェクションマッピング技術を研究しています。これまで位置合わせを行うためには、投影対象となるモックアップ等にマーカーと呼ばれる目印を取り付ける必要がありましたが、これらのマーカーはプロジェクションマッピングされたときに目立ってしまう場合が多く、問題となっていました。そこで私たちは、投影色補正と呼ばれる技術を用いて、プロジェクションマッピングの際にマーカーを視覚的に消す技術を開発しました。また、モックアップを3Dプリンタで出力する際に、マーカーも同時に印刷してしまうことで、精度良くマーカーを取り付けることを実現し、さらに、マーカーの模様を工夫することで、マーカーの隠消性能を向上させることを実現しました。具体的には、印刷したマーカーの上にもう一層薄い膜をかぶせることで、マーカー計測用の赤外線カメラではマーカーが計測でき(赤外線は透過性が高いため)、人の目にはほとんどマーカーが見えなくなるような新しいマーカー印刷手法を提案しています。この技術は、フルカラー出力できる最新の3Dプリンタのみならず、2つのマテリアルを組み合わせて印刷できるような安価な3Dプリンタでも使用できます。

(左から右へ) 3Dプリントされたマーカーつき投影対象、マーカーの情報を元に位置合わせした投影結果、マーカーを隠消した結果、投影対象の姿勢が変わってもきちんと追従していることを示す図

(Siggraph Asia ETech 2015)

(IEEE TVCG 2018)

Publications

  • Hirotaka Asayama, Daisuke Iwai, and Kosuke Sato, "Fabricating Diminishable Visual Markers for Geometric Registration in Projection Mapping," IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, Vol. 24, No. 2, pp. 1091-1102, 2018. [pdf]
  • Hirotaka Asayama, Daisuke Iwai, Kosuke Sato, "Diminishable Visual Markers on Fabricated Projection Object for Dynamic Spatial Augmented Reality," In Proceedings of ACM SIGGRAPH ASIA Emerging Technologies, Article No. 7, 2015. [pdf]
  • Hirotaka Asayama, Daisuke Iwai, Kosuke Sato, "Diminishable Visual Markers on Fabricated Projection Object for Dynamic Spatial Augmented Reality," In Proceedings of ACM SIGGRAPH ASIA Posters, Article No. 38, 2015.
  • 浅山弘孝, 岩井大輔, 佐藤宏介, "プロジェクションマッピングにおける位置合わせのための陰消型マーカ," 映像情報メディア学会技術報告, Vol. 39, No. 40, pp. 9-12, 2015.
  • 浅山弘孝, 岩井大輔, 佐藤宏介, "動的プロジェクションマッピングにおける投影対象の位置姿勢推定のための3Dプリンタ出力へのマーカ埋め込み," 第59回システム制御情報学会研究発表講演会講演論文集, 313-6 (3 pages), 2015.