ビルボードとPCA圧縮テクスチャを用いた
広域空間の写実的レンダリング
車載カメラから取得した画像を入力として、都市環境の大まかな形状情報を点群として取得し、 ビルボードモデルの作成を行う(図1)。
各ビルボードは、空間を一定の大きさのボクセルグリッドで分割し、 十分に点群の含まれるボクセルの中心に配置する(図2)。


図1:入力画像および形状情報の取得


図2:点群とビルボードの配置の関係性
(a)点群データ (b)ボクセルによる分割結果 (c)ビルボードデータ

図3に示すように、各ビルボードにマッピングするテクスチャは、視点からの角度に応じて変化するが、 同じオブジェクトをあらゆる方向から撮影したものになるため、一般的に冗長的である。
そこで、各テクスチャをPCA(Principal Component Analysis)による圧縮を行い、 膨大な入力データサイズを縮小した。 また、圧縮したテクスチャ復元をGPUシェーダを用いて並列に行うことで処理を高速化し、 リアルタイムでのレンダリングを実現した(図4)。


図3:各視点におけるビルボードのテクスチャ


図4:GPUによるテクスチャの復元

レンダリング結果を、図5に示す。


図5:レンダリング結果
(a)GroundTruth (b)レンダリング結果



Publications
  • 若元友輔,川崎洋,子安大士,小野晋太郎,
    "微小版と圧縮テクスチャを用いた広域空間の写実的レンダリングシステム",
    第18回日本バーチャルリアリティ学会2013
  • 若元友輔,赤木康宏,子安大士,小野晋太郎,川崎洋,
    "圧縮テクスチャとビルボードによる広域三次元空間情報のレンダリングシステム",
    情報処理学会 グラフィックスとCAD研究会 第153回研究発表会
Kawasaki Laboratory