[尾下研究室][研究テーマ] [English]



GPUを用いた実時間髪シミュレーション

Real-time Hair Simulation on GPU


提案手法の概要。(a) 粗い髪のモデル。粒子ベースの動力学シミュレーションにより、その運動が計算される。 (b) 詳細な髪のモデル。粗い髪のモデルをもとに、動的な髪の束の生成手法を適用することで、生成される。 動的な髪の束の生成。 (a) 髪の束を構成する髪の毛は、粗い髪のモデルの各髪の毛の周囲に生成される。 (b) 静的な髪の束を使用したときの例。(c) 動的な髪の束(提案手法)を使用したときの例。髪の束の形状、及び、個々の髪の毛の形状は、粗い髪の毛の運動速度に応じて、自然な形状になるように変形される。


本研究では、実時間髪シミュレーションの手法を開発した。 本手法は、粒子ベースの動力学シミュレーションと、幾何学的な髪の生成・変形技術を組み合わせることで、自然な髪のアニメーションを、リアルタイムに実現する。 本手法では、まず、少数の髪の毛(粗い髪のモデル)を用いて、動力学シミュレーションにより、髪の毛の大まかに動きを計算する。その後、動力学シミュレーションにより計算された粗い髪のモデルをもとに、それぞれの粗い髪の毛の周囲にに髪の毛を生成して髪の束とすることで、多数の髪の毛(詳細な髪のモデル)を生成する。 このとき、髪の毛の束の形状、及び、個々の髪の毛の形状を、髪の毛の運動速度に応じて変化させることで、より自然な髪の毛を実現する。 本手法により、正確に計算しようとすると非常に時間がかかってしまう、髪の束における髪の毛同士の相互作用を、擬似的に実現することができる。 また、本手法の全ての処理は、グラフィックハードウェア(GPU)上で動作することができるため、実時間での髪シミュレーションが可能となっている。
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 発表文献

 特許


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