コンピュータホログラフィの最近のブログ記事

MITメディアラボで開催されたシンポジウムISDH2012(International Symposium on Display Holography 2012)から帰ってきて,はや20日近くが経った.いろいろと仕事に忙殺されてまとめることができなかったが,なんとか写真ぐらいはアップしておこうと思う.

MITミュージアムの入り口

そんなに大きな建物じゃないです.1階が受付とショップで,展示の大半は2階にあります.

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ホログラフィ特別展

2階の一角に用意されたホログラム特別展示コーナー

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我々のコンピュータホログラム

でっかいエリザベス女王のホログラム(ホログラフィックステレオグラム)の隣に展示されたのが,我々のコンピュータホログラム「Brothers」.この写真では再生像があまりはっきり見えませんが,中央右の赤いのがBrothersです.

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Brothers

周りのホログラムに比べたら小さいホログラムだけど,それなりに奥行き感が強いのでけっこうみなさん興味を持って覗き込んでくれます.

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銘板

ちゃんと,作品名や作者,このホログラムの説明が記載されています.

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記念写真

当然ですよね・・・DSC02019-trim.JPG

Applied Optics誌の4月分のTop download 10が発表されている.前回,Top 10圏内すれすれの9位まで下がっていたのだが,なんと,1ランクアップしているではないか! うれしい限りである.

この際,半年ぐらいはランキングに残っていてほしいものである.

  1. 2011年12月 第4位 (Top10初登場!)
  2. 2012年01月 第5位 (↓ )
  3. 2012年02月 第9位 (↓ )
  4. 2012年03月 第9位 (→ )
  5. 2012年04月 第8位 (↑ )


 

全くの偶然であるが,当研究室の二つの論文がほぼ同時にオンライン版として上梓された.

これも偶然であるが,上記の論文は二つともかなりの難産であった. 論文中に記載されている日付を見て頂ければわかるが,私の英文論文の受付日は9月30日なので,オンライン版出版まで約7か月である.オンライン版としてはかなり異例の長さではないかと思う.これには事情があり,投稿後,ほぼ3か月間Topcial Editorに捨ておかれたのである.通常の手順のPeer Review(査読)に回されることもなく,「ただ今考え中」としてEditorの手元に据え置かれたのである.推測だが,Journal of Electronic Imaging誌は,通常はCGHによる3D画像技術を扱うような雑誌ではないので(CGHの論文が掲載された例がないわけではない),そもそも査読するべきかどうか判断がつかず取扱いが後回しになったのではないかと思う.投稿論文のオンライン追跡システムのステータスが"Under Consideration"からいっこうに変化しないのに我慢しきれず,私が抗議のメールを送ってやっと査読に動き出したようである.結果,Reviewer(査読者)がなんと5人もついたが,全員非常に好意的な反応を示し,あっさり掲載の運びとなった.査読者のコメントを読むと,どうも,論文に付けた再生像ビデオのインパクトが決定的だったようである.
→論文に掲載されているビデオの一つへのリンク

コンピュータホログラフィ(CGH)の論文投稿は大変であると思う.なにしろ,査読者が私が参加するような学会や国際会議に来ている人とは限らないので,実物を見ずに判定することになる.写真をみただけでは,単なる画像なので,おそらく価値や意味が分からない.その意味で再生像ビデオは強力な武器である.上手に撮れば,おっと思ってもらえるようである.

もう一つの中村君の和文論文にいたっては,受付日は2011年2月7日なので,出版までなんと1年と2か月以上を要している.こちらは,やはり査読者の不足が大きいであろう.この学会誌にはホログラム系がわかる査読者はほとんどいないようである.私も経験があるが,自分の専門とずれた分野の査読は非常につらいものである.そのためであろうが,査読の返事が規定の期限を超えても戻って来ず,またコメントから見てあきらかにCGHの分野の方ではなかった.さらに修正した原稿に対する判定が異常に遅いということが積み重なった.もちろん,こちらも差し戻し原稿に対する修正が期限ぎりぎりになったという事情もある.

いずれにせよ,CGHの論文投稿において,提案手法の効果の証明が難しいことと査読者の不足の2点は,頭の痛いところである.

またまた自慢ネタで恐縮である.我々のコンピュータホログラムが,マサチューセッツ工科大学博物館(MITミュージアム)で展示されることが決定した.MITミュージアムは,MITでの学問や研究成果を幅広く社会と結びつけることを主なミッションとしているが,世界有数のホログラムコレクションでも知られている.そのMITミュージアムにおいて,2012年の6月より最先端ホログラム技術を主題とした展示が始まる.期間は15か月で2012年9月まで展示される予定である.また,これにあわせてMITメディアラボシンポジウム(International Sympsium on Display Holography, ISDH2012)が6月に開催される.

コンピュータホログラム3部作

メディアラボの研究グループから,このホログラム展示企画の連絡が届いたのは,2011年の夏の終わりのことであった.展示のプロポーザルを募集しているが,限られた展示スペースなので特別委員会で選定・推薦を行い,ミュージアムの側で最終決定を行うとのことであった.ただ,この時点では展示期間や展示可能作品数があまりはっきりせず,詳細は追って知らせるのでとりあえず応募してほしいとの内容であった.

それではと,何点か応募しようと思い立ったわけである.既存の作品でも良いが,どうせなら最新の技術を駆使したものを新たに制作しようと考え,中原先生はじめ院生有馬君,西君,小川君たちと相談した.結局,新しい技術を一つの作品に詰め込むのは難しいので,下記のコンピュータホログラム3部作(!)として応募することにした.

応募後,いくらかの紆余曲折はあったが(企画自体の中止の報も一時は届いた),結局,3月に企画のゴーが決定したとの連絡があった.ただし,今の時点ではスペースの関係で3部作全部を展示できるかどうかはわからず,少なくとも下記のBrothersは確実に展示するとの連絡であった.それ以外の2作品が展示されるかどうかは今のところ(4月中旬の時点では)まだ連絡がない.

Brothers

Brothers.jpg3Dレーザスキャナで計測した人顔データを二つ(娘と息子)使い,ポリゴン法とシルエット法を用いた現時点で世界最高レベルの高品位コンピュータホログラム.デザイン・プログラムは松島自身が担当した200億ピクセル規模の超大型作品.
→再生像とメーキングビデオ

 

 

Penguin

Penguin.jpgAppl. Opt. に載せた論文が好評を博しているデジタル化ホログラフィ(Digitized Holography)のテクニックを用いた実物体光波を埋め込んだコンピュータホログラム.論文に掲載したBear IIの2倍規模の80億ピクセル作品であり,撮影実験・デザイン・プログラミングは全て院生有馬君.
→再生像とメーキングビデオ

 

Rose in Ring

RoseInRing.jpg現リコー勤務の中村君が院生時代に考案したスイッチ・バック法を用いて複雑な形状の隠面消去を試みた作品.モデルは,松島がバラ曲線を3次元化してデザインし,院生西君の鏡面性曲面レンダリング技術を用い,院生小川君が分散処理技術でプログラミングした170億ピクセル作品.
→再生像とメーキングビデオ

自慢ネタで恐縮であるが,昨年の12月にApplied Optics誌に掲載された我々の論文Bear-II.jpg

Digitized holography: modern holography for 3D imaging of virtual and real objects, Appl. Opt. 50, H278-H284 (2011),

が,この3月もApplied Opics誌のTop download 10に居座り続けている.Top10の履歴はこんなカンジである.

2011年12月 第4位 (Top10初登場!)

いきなり第4位に登場であった.第1位~3位は純粋な研究論文ではなく,サーベイ/レビュー論文等なので,テクニカルなレポートとしては実質トップと考えても良いであろう.ぱちぱち.ただし,ちょっとしたコツもあって,オプションのお金を払って「Open Access」に指定してもらっておくと,無料で誰でも読めるのでランキングに入りやすい気がする.

ちなみに第1位は,2009年に書かれたMulti-Viewpoint Imageに関するサーベイ論文で,私の記憶の限りでは,登場以来ずっとトップを続けているというスゴい論文である.この年の同じ号には拙論文の「Extremely High-Definition Full-Parallax Computer-Generated Hologram Created by the Polygon-Based Method」(ホログラムThe Venusを発表した論文)も載っており,これもしばらくTop10に入っていたが,現在では見る影もない・・・ 

2012年1月 第5位 (↓ )

1ランクダウンしたが,拙論文より上位にあるのはやはり全てサーベイ論文であって研究論文ではトップであった.ちなみに12月の時点では拙論文より上位にあった3Dディスプレイのレビュー論文は拙論文より下位に落ちている.

新たに上位に入ってきた論文は1963年や1983年に書かれた古い論文である.これは,どうやらApplied Optics誕生50周年記念企画として公表された「過去50年に最も引用された論文のリスト」に掲載された過去の論文が再ダウンロードされているためのようである.

2012年2月 第9位 (↓ )

4ランクダウン.3か月目で急落である.さすがに賞味期限が切れてきたか・・・

やはり上位は大半がレビュー論文であり相当古いものが多いが,トロント大のProf. Keigo Iizukaの新しい研究論文が上位に入っている! どうやら,あの「光工学」の著者である飯塚啓吾先生のようである.だとしたら相当なお歳のはずなので,これは驚愕である.恐るべし飯塚先生!

2012年3月 第9位 (→ )

正直,もう圏外と思っていたので,まだTop10に残っていたのは驚きであった.実験を担当してくれた院生A君とモデルのクマに感謝! 上位はすべてレビュー論文等や10年以上前の古い論文である.21世紀に公表された研究論文としてはトップである・・と自画自賛しておこう.

さて,来月はどうなるのであろうか・・

 

「CGH(Computer-Generated Hologram)」はこの分野ではおなじみの言葉で,広く使われている.これは直訳すれば「コンピュータで発生したホログラム」である.ローマンが創作した用語であるが,3次元立体画像というよりも,どちらかというとホログラムの波面変換機能を用いた光学素子を指す用語として用いられてきた経緯がある.

そこで(というわけでもないが),立体画像あるいはディスプレイ用途のホログラムを計算機で作成する技術を指す言葉として,コンピュータグラフィックスに対応させ,コンピュータホログラフィという用語を提案している.このアイデアはすでにHodic Circular誌や光アライアンス誌,SPIE Newsroom,あるいは先日のIWH2011等で発表させていただいている.ここでは,IWH2011の発表資料に基づいて少しまとめておきたい.

コンピュータホログラフィは,CGHにとって代わる用語ではなく,CGHの立体画像という側面を強調した言葉であり,CGHを拡張あるいは明確化した概念と考えていただきたい.

 ComputerHolo1.png

上図はコンピュータホログラフィの概念をあらわしている.コンピュータホログラフィは,ポリゴンメッシュ等の数値モデルであらわされる3次元物体,写真・イラスト等の2次元のデジタル画像,さらにはデジタルホログラフィ技術でキャプチャされた実物体光波多視点画像などの素材を3Dシーン中に配置してホログラムを作成する技術である.下図にその3Dシーンの概念をあらわす.

 ComputerHolo2.png

コンピュータホログラフィの個々の素材データの光波は,数値合成あるいはキャプチャされ,光波ベースでデジタル編集されて3Dシーンを構成する.コンピュータホログラフィでは,最終的にシーン全体からの光波を計算して適当な参照光と数値的に干渉させることにより干渉縞パターンを求め,CGHとしてそれをホログラム化する.

このように作成されるコンピュータホログラムは,10億画素を超えるような十分なディスプレイ解像度で表示されると,古典的なホログラムに匹敵するような深い奥行き感を示す美しい空間像を再生することができる.基本的にはその干渉縞はデジタル画像データであるので,デジタルメディアにより蓄積,伝送などが可能である.

やっと福島の原発も落ち着いてきたようである.まだまだ予断は許されないけど,以前よりは安心して朝刊を読めるようになってきた.しかし,関東では水道水からも放射能が検出されているようであり,被災地では震災そのもので多くの人々が苦しみ続けている.今回の震災で被災されたが方々に心よりお見舞い申し上げます.

さて,HODIC誌上で予告したギャラリー公開に向けて,すこしだけライセンスや著作権について勉強している.コンピューターホログラフィ(計算機合成ホログラム, CGHの新しい呼び名として提案中です)では,他のデジタルアートと同様,Webで作品本体の干渉縞も公開可能である.実際,現在作成中のギャラリーもその方向で(干渉縞も頒布する方向で)進めている.

これらにどのような著作権付与を宣言するのか? また,作品の再生像を撮影した画像・ビデオ等はどうするのか? 少し調べたところ,やはりクリエイティブ・コモンズ・ライセンスが最も適当なようである.アート作品・画像のライセンスの概念が整理され,安心な形で表示できる.ウィザードみたいなのに入れていくだけで著作権表示や関連するリンクが生成されるのも便利である.

しかし,ちょっと気になるのが,学生諸君と私の著作権の関係である.私が主に開発した計算技術とライブラリを使って,私の指示に従って学生諸君がコンピュータホログラムを作成している,しかし,細かなデザイン等は学生諸君が工夫していることが多い.この場合,ライセンスはどう表示すべきなのだろうか? 

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