CG Animation

Introduction to My Research Papers

ここでは、主な研究論文を取り上げ、コンピュータグラックスとその関連分野への貢献を紹介します。我々は,さまざまなアニメーション技術、モーションキャプチャのデータを利用してアニメーションを作る技術,既存のアニメーションや実写映像を基にした,モーションデータのディジタル化を行う技術を開発しています.これにより3D CG による映像描写の多様化と効率化を促進することを目指しています.この分野の共同研究者2名が博士号を取得しています。2014年現在

Motion Filter
動きの誇張表現に関する研究

魅力的なアニメーションには通常の動きに対して、さまざまな誇張や省略表現が行われています。これらを信号処理の考え方で捉えると、入力データに対してfilter変換することによって、出力データを得ることともいえます。アニメーションの動作に対して、このような考え方を提案して、Motion Filterとして、さまざまなモーションの生成を提案しました。
1. 佐藤修一,近藤邦雄,佐藤尚,島田静雄,金子満, アニメーション制作におけるキャラクタの動作強調手法Motion Filter, テレビジョン学会, テレビジョン学会誌,Vol.49, No.10, pp.1280-1287, 1995
2. S. SATO, K. KONDO, D. OJIRO, H. SATO, S. SHIMADA, M. KANEKO, Interactive Design of Animation with Knowledge Based Moving Controls, Proc. on Computer Animation'93, pp. 286, 1993
3. M.Kobayashi, K.Kondo, H. Sato, Emphasized Expressions Using Motion Filter in Creating Animation, Proceedings of the 8th ICECGDG, Vol.2, pp.451-454,1998

4. 佐藤修一,尾白大介,近藤邦雄,佐藤尚,島田静雄,金子満, アニメーション制作のためのインタラクティブなタイミング制御法の体系化, 情報処理学会,第46回全国大会講演論文集 2-453,1993
5. 佐藤修一,尾白大介,近藤邦雄,佐藤尚,島田静雄,金子満, アニメーション制作のためのインタラクティブなタイミング制御法の体系化, ビジュアルコンピューティング’93ワークショップ,画像電子学会,p1-10,1993
6. 小松拓,佐藤修一,近藤邦雄,金子満,佐藤尚,島田静雄, アニメーション製作のためのキャラクタ動作データベースの構築, 情報処理学会, 第48回全国大会講演論文集 3-313,1994
7. 佐藤修一,近藤邦雄,金子満,佐藤尚,島田静雄, アニメーションにおける動きの強調表現, 情報処理学会,第48回全国大会講演論文集 3-313,1994
8. 佐藤修一,近藤邦雄,佐藤尚,島田静雄,金子満,アニメーションにおける動作強調のためのMotion Filter,情報処理学会,第50回全国大会講演論文集(2), pp.393-394,1995
8.小林光弘,近藤邦雄,佐藤尚,島田静雄, Motion Filter のための動作強調の分析, 1996年テレビジョン学会映像メディア部門冬季大会 講演予稿集, p.66, 1996.12
10. 小林光弘,近藤邦雄,佐藤尚,動作強調のための角度制御によるMotion Filter,日本図学会,1997年度学術講演会講演予稿集, pp.41-44, 1997.5
11. 小林光弘 , 近藤邦雄, コンピュータアニメーションのための動作強調手法 ,情報処理学会,グラフィックスとCAD研究会 ,1998.12.10
12. 小林光弘,近藤邦雄 ,コンピュータアニメーションのための強調された動作生成手法,情報処理学会,第58回(平成11年前期)全国大会講演論文集第4分冊, pp.205-206, 1999.3

1994年から2年間のSIGGRPAHなどにおけるコンピュータグラフィックスの動向は次の解説記事を参考にしてください。
近藤邦雄、安生健一、9.2 コンピュータグラフィックス、テレビジョン学会誌Vol. 50, No. 7, pp. 881~884,1996
https://www.jstage.jst.go.jp/article/itej1978/50/7/50_7_881/_pdf


1990年代のSIGGRAPH論文には、Unuma,Anjyoらによって感情を表す動きの表現が提案されています。
Munetoshi Unuma, Ken Anjyo, Ryozo Takeuchi,Fourier Principles for Emotion-based Human Figure Animation,Proceedings of SIGGRAPH 95, ACM Computer Graphics Ann. Conf. Ser. pp.91-96,1995
モーションキャプチャの進歩によりさまざまな動きを計測することができるようになったが、映像制作において利用する動きをすべて計測することは時間的、コスト的にたいへんです。また、モーションキャプチャできないような誇張された動きが多くの場面で利用されており必要です。この課題を解決する方法として、フーリエ変換を用いて計測した動き情報を内挿・外挿する方法を提案しています。

さらに、2006年 The Cartoon Animation FilterとしてWangらがフィルターを提案しています。
Jue Wang, Steve Drucker, Maneesh Agrawala, Michael Cohen,

The Cartoon Animation Filter
,SIGGRAPH 2006, pp. 1169-1173.2006
http://vis.berkeley.edu/papers/animfilter/
このフィルターは、Satoらの論文のアイデアと同じですが、Satoらの論文は引用されていません。

Mental Motion
メンタルモーションの表現

アニメの誇張表現は、motion filter等でもわかるように、人に動きを分かりやすく伝えるための手法ともいえます。このような動きはリアルな動きと異なることがあり、人が持っている記憶(メンタルイメージ)に一致する動きであれば、表現したい動きが伝えられることになります。このような動きの表現をメンタルモーションということにしました。Motion Filiterを利用して、人に理解しやすい動きの表現手法を提案しました。
この分野の共同研究であった今間俊博先生が東京農工大学で博士号を2013年に取得しました。

1. 今間俊博,近藤邦雄,栗山仁,古家嘉之,モーションキャプチャデータを用いた加速度制御手法によるメンタルモーション生成,日本図学会,図学研究,第39巻第2号通巻108号,pp.3-10,2005.
2. KONDO Kunio, Bai Lan, Motion Emphasis using Continuous Motion division Method, Proceedings of the 7th CAG/Graphics 2001, 2001.8
3. Hitoshi Kuriyama, Kunio Kondo, The classification technique using the composition of photographs for KANSEI retrieval,IWAIT2006 International Workshop on Advanced Image Technology 2006, 2006
4. 栗山仁,近藤邦雄,今間俊博,形状変形を用いたメンタルモーション生成手法 ,情報処理学会,第67回全国大会講演論文集, Vol.67, No.4,pp.231-231,2005.3
5. 栗山 仁, 近藤 邦雄,今俊博,形状変形を用いたメンタルモーションの表現,日本図学会,2005年度大会学術講演論文集, 2005.5
6.Toshihiro KOMMA, Kunio KONDO, Hisashi SATO, Satoshi CHO,THE ANALYSIS OF THE ANIMATION MOVEMENT, International Society for Geometry and Graphics, International Conference for Geometry and Graphics, pp.178-181,2010
7.Toshihiro KOMMA, Kunio KONDO, Hisashi SATO, How to make good animation movement, Asia Digital Art and Design Association, Proceedings of the 8th Annual Conference of Asia Digital Art and Design Association, pp.116-117,2010


●博士論文
今間俊博,モーションキャプチャと3次元コンピュータグラフィックスを活用した日本式アニメーションの表現と制作手法、2013 (東京農工大学より取得)
http://repo.biblio.tuat.ac.jp/handle/10636/391

Timming Control
タイミング制御による誇張表現

2Dアニメの特徴的な動きを分析し、それらの動きからタイミングの変化に注目し、ルール化してそれらの動きを制御できる手法を提案した。

1. Kei Tateno, Kunio Kondo, Toshihiro Konma, Motion Stylization using a Timing Control Method, ACM,SIGGRAPH2006 Posters ,2006.8
2. Kunio KONDO, Toshihiro KOMMA, Kei TATENO,OPTIMIZATION OF EXAGGRATTED MOTION GENERATION METHOD FOR COMPUTER ANIMATION, International Society for Geometry and Graphics,13th International Conference on Geometry and Graphics, 2008.8

3. 舘野 圭,辛 慰,近藤 邦雄,今間 俊博,タイミング制御による誇張動作生成手法,画像電子学会,情報処理学会,Visual Computing /グラフィクスと CAD 合同シンポジウム 2006,2006.6

4. 舘野 圭・近藤 邦雄, 今間 俊博,タイミング制御による誇張動作生成手法,日本図学会,2006年度大会学術講演論文集, 2006.5

Satoの研究を発展させて、SIGGRAPH2006 Posters ,2006で発表したときに、The Cartoon Animation FilterとしてWangらがフィルターを提案しています。
Jue Wang, Steve Drucker, Maneesh Agrawala, Michael Cohen,

The Cartoon Animation Filter
,SIGGRAPH 2006, pp. 1169-1173.2006
http://vis.berkeley.edu/papers/animfilter/

Cartoon Blur
アニメにはさまざまな動きの誇張表現があります。たとえば、動きの変化、動くときの形の変化はMotion Filterで扱ってきました。ここでは、スピードラインというような動き、特にスピードの変化を表す数々の手法を分析して、これらをまとめてCartoon Blurとして提案をしています。2次元CGや3次元CGに対して適用するための研究を行ってきました。このような手法は、個別的には、1990年代にも発表されていますが、体系的な考え方を初めて提案したことから、Cartoon BlurとかAnime Blurという用語は使われるようになってきました。

(1) 2D Cartoon Blur
1. Yuya KAWAGISHI, Kazuhide HATUYAMA, Kunio KONDO, Cartoon Blur: Non-Photorealistic Motion Blur, Proceedings of Computer Graphics International 2003, pp.276-281,2003.6
2. 川岸 祐也,初山 和秀,近藤 邦雄,カトゥーンブラー: ノンフォトリアリスティック・モーションブラー,画像電子学会,情報処理学会,Visual Computing / グラフィクスと CAD 合同シンポジウム 2002 ,2002.6
3. 川岸祐也,初山和秀,近藤邦雄,セルアニメーションのためのカトゥーンブラーの提案 ,情報処理学会,第64回(平成14年前期)全国大会講演論文集第4分冊,pp.811-812,2002.3
4. 川岸祐也,初山和秀,近藤邦雄 ,カトゥーンブラー:セルアニメーションのための非写実的モーションブラー ,情報処理学会,グラフィクスとCAD研究会, 2002-CG-107,107-7, pp.37-42,2002.4
5. 川岸裕也,近藤邦雄,コンピュータアニメーションにおける非写実的な動作表現手法の提案,画像電子学会,情報処理学会,Visual Computing/グラフィクスと CAD 合同シンポジウム 2004, pp.191-196,2004.6,
6. 川岸祐也,近藤邦雄,カトゥーンブラー: ノンフォトリアリスティック・モーションブラー (4N-8) ,情報処理学会,第66回全国大会講演論文集,2004.3 (学生奨励賞)


(2) 3D Cartoon Blur
1. Shoichi Obayashi, Kunio Kondo, Toshihiro Konma, Kenichi Iwamoto, Non-Photorealistic Motion Blur for 3D Animation ACM SIGGRAPH2005 Sketches 2005.8
2. Shoichi OBAYASHI, Kunio KONDO, Toshihiro KOMMA, Ken-ichi IWAMOTO, Nonphotorealistic motion blur for 3D animation, Asia Digital Art and Design Association, International Journal of Asia Digital Art and Design Association,2007.6
3. Shoichi Obayashi, Kunio Kondo, Toshihiro Konma, Kenichi Iwamoto, Non-Photorealistic Motion Blur for 3D Animation, Asia Digital Art and Design Association, ADADA2005 Proceedings of the 3rd annual conference of Asia Digital Art and Design Assocation,pp.88-89,2005.12
4 大林正一,近藤邦雄,今間俊博,3Dアニメーションのためのカトゥーンブラー,画像電子学会,情報処理学会,Visual Computing /グラフィクスと CAD 合同シンポジウム 2005, pp.179-184,2005.6,
5. 大林正一,近藤邦雄,3Dアニメーションのためのカトゥーンブラー,情報処理学会,第67回全国大会講演論文集, Vol.67, No.4,pp.229-240,2005.3 (学生奨励賞受賞)
6. 大林 正一, 近藤 邦雄 , 今間 俊博,3Dアニメーションのためのカトゥーンブラー,日本図学会,2005年度大会学術講演論文集, 2005.5, (優秀研究発表賞受賞)

(3) Cel-animation based shading
1. Shoichi OBAYASHI, Kunio KONDO, Toshihiro KOMMA, Cel-animation based shading for 3D animation, Asia Digital Art and Design Association, Proceedings of the 4th annual conference of Asia Digital Art and Design Association, pp.116-117,2006.

Anime Motion
12 principles of Anime Motion

ディズニーのアニメーションデザイナーが12 principles of Anime Motionをまとめています。この動き表現は、アニメの誇張動作の基本技術として多くのアニメーターが取得している技術です。我々は2次元CGだけではなく、3次元CGに応用するためのさまざまなアルゴリズムや制作手法を提案しています。特に従来のアニメーション作品における動きを分析して、それらの制作知識を整理し、アルゴリズムを提案することを行っています。

(1)アニメーションの動き分析に基づく誇張動作手法
水口泰幸,川島基展, 三上浩司, 近藤邦雄,金子 満,2D アニメのキャラクタ部位トラッキングによるモーションキャプチャデータの誇張手法, 画像電子学会,情報処理学会,Visual Computing / グラフィクスと CAD 合同シンポジウム 2008, 2008.6
北川哲,川島基展,三上浩司,近藤邦雄,金子満, モーションキャプチャデータのためのアクションラインを用いた『のこし』表現の提案 , 芸術科学会, NICOGRAPH2009春季大会ポスター発表, 2009.3
川島 基展,大森 達也,近藤 邦雄,三上 浩司,松島渉,モーションキャプチャリングを用いたキャラクタアニメーションへの『のこし』動作誇張の適用手法の提案,画像電子学会/情報処理学会,Visual Computing /グラフィクスと CAD 合同シンポジウム 2011予稿集,DVD 6,2011.6

(2)動きの観察をもとにした動きの制作手法
中井奏恵,川島基展,早川大地,石川知一,三上浩司,近藤邦雄,ネコの跳躍アニメーションの効率的な制作手法の提案, 画像電子学会,芸術科学会,映像情報メディア学会,映像表現・芸術科学フォーラム2013,2013.3

Action Line
2Dアニメーションにおいて動きを表現する方法のひとつに、アクションラインを用いた誇張表現があります。多くのアニメーターが修得している基本的な表現方法の一つです。3次元コンピュータグラフィックスやモーションキャプチャが普及してきたとき、我々はMotion Filterというアイデアを提案し、入力動作に対して、ある動作変換フィルターを適用することによって、誇張した動作を出力する手法です。このアクションラインもこのアイデアの一つです。入力した3次元キャラクターの動作を、ある一本の線に対応するようにポーズを変換して動きの誇張を行う手法です。ディジタル信号処理ではさまざまなフィルターが提案されていますが、アニメーション分野にも、熟練者の知識をもとにした多数の動作表現をフィルターという考えで再現することのほかに、新たな動作誇張表現が提案されるようになるかも知れません。

1. 舘野 圭, 北爪 剛, 辛 慰, 今間 俊博, 近藤 邦雄, モーションキャプチャデータのキーフレームを用いたアクションライン生成手法 ,画像電子学会,情報処理学会,Visual Computing /グラフィクスと CAD 合同シンポジウム 2007,2007.6
2. 北爪剛志, 脇田龍平, 舘野圭, 今間俊博,モーションキャプチャデータからのアクションライン生成手法,日本図学会,2007年度大会学術講演論文集, 2007.5,
3. 井上 暢三,川島 基展,三上 浩司,近藤 邦雄,アクションラインを考慮したモーションキャプチャデータ編集手法の提案,芸術科会,NICOGRAPH秋季大会ポスター発表,2011.9
4. 甘 霖,近藤邦雄,三上浩司, 3DCGのアニメーションのためのアクションラインの編集支援手法,映像情報メディア学会・画像電子学会・芸術科学会,映像表現・芸術科学フォーラム,2014.3

2014年3月に発表した甘らのアクションラインの編集支援手法は、CGプロダクションから高い評価をいただき、受賞しました。このような研究は、ユーザインタフェースも重要であり、2013年SIGGRPAHAsiaでは、line of Actionに関する研究が発表されています。アクションライン研究の重要性がこのようなトップカンファレンスでも認められるようになってきました。
文献
Martin Guay,Marie-Paule Cani,Rémi Ronfard,The line of action: an intuitive interface for expressive character posing,ACM Transactions on Graphics (TOG) TOG Homepage archiveVolume 32 Issue 6, Article No. 205,November 2013
http://hal.inria.fr/hal-00861503

Keyframe Extraction

モーションキャプチャによる動きの計測が一般的になるとともに、その取得したデータを処理する研究がおこなわれるようになってきました。この研究は、大量の計測データからアニメーたーが利用するキーフレームを抽出するための手法を提案しました。アニメータがキーフレームとして利用するポーズを分析し、動作からそのポーズと似ているポーズを取り出すとを行っています。

1. Koichi Matsuda, Kunio Kondo, Keyframes Extraction Method for Motion Capture data, International Society for Geometry and Graphics, Journal for Geometry and Graphics, Volume 8, No.1, pp.81-90 ,2004,
2. Matsuda K., KONDO K., Doi A., Keyframes Extraction Method for Motion Capture Data, International Society for Geometry and Graphics, Proceeding of International Conference on Geometry and
Graphics, Vol.1, pp.334-339,2002.8,
3. Xin Wei, Kunio Kondo, Kei Tateno, Toshihiro Konma, Key pose Extraction Method from Motion Capture data, Asia Digital Art and Design Association, Proceedings of the 3rd annual conference of Asia Digital Art and Design Association, pp.92-93,2005.12
4. Wei Xin, Kunio Kondo, Kei Tateno, Toshihiro Konma, Key Pose Extraction Method from Motion Capture Data for Making 2D Animation, Asia Digital Art and Design Association, International Journal of Asia Digital Art and Design Association, Vol.5, 2006.12,
5. Xin Wei Kunio Kondo Kei Tateno Toshihiro Konma Tetsuya Shimamura, Discrete Wavelet based Keyframe Extraction Method from Motion Capture Data, Asia Digital Art and Design Association, International Journal of Asia Digital Art and Design Association,2007.6
6. Xin Wei, Kunio Kondo, Kei Tateno, Toshihiro Konma Tetsuya Shimamura, Wavelet based Keyframe Extraction Method from Motion Capture Data, The Society for Art and Science, NICOGRAPH International 2007.2007.5
7. 辛慰, 近藤邦雄, 舘野圭,今間俊博, 島村徹也, Wavelet Based Keyframe Extraction Method for Motion Capture Data,日本図学会, 2007年度大会学術講演論文集, 2007.5

●博士論文
Xin Wei,Keyframe extraction method for making animation using motion capture data
辛慰,アニメーション制作のためのモーションキャプチャデータのキーフレーム抽出手法,2008
http://ci.nii.ac.jp/ncid/BA86987608

Motion Databese

1. Tam,Kok-Yoong,黒田昌利,佐藤修一,佐藤尚,近藤邦雄,島田静雄, 動画データベースを用いた中割り自動生成, 第11回NICOGRAPH論文コンテスト論文集, pp.90-96,1995
2. Tam Kok Yoong, H. SATO, K. KONDO, S. SHIMADA, Using Animation Databases Interactively on the Network, Proceedings of International Workshop on New Video Media Technology, pp.7-12, 1996.
3. KONDO Kunio, Bai Lan, Motion Emphasis using Continuous Motion division Method, Proceedings of the 7th CAG/Graphics 2001, 2001.8

4.川島 基展,近藤 邦雄,金子 満,パフォーマンススクラップブックの提案, 情報処理学会,グラフィックスとCAD研究会2008-CG-133, 2008.11
5. Motonobu Kawashima, Kunio Kondo, Kenji Ozawa, Mitsuru Kaneko ,Performance Database for Animation Content Production, Asia Digital Art and Design Association,ADADA2007, Proceedings of the 5th annual conference of Asia Digital Art and Design Association,2007.12
6.石川知一,川島基展,柿本正憲,近藤邦雄,キーモーションの入力によるモーションキャプチャデータの検索手法,情報処理学会, グラフィクスとCAD研究会 第148回研究発表会, 2012.8

Previs
プレビズのためのカメラワーク

アニメーション制作に関する研究、特に制作段階におけるカメラワークの検討をするための手法を提案しました。この研究やNPRの研究を発展して共同研究者金子満先生が、東京工業大学で博士号を取得しています。

1. 尾白大介, 佐藤修一, 近藤邦雄, 金子 満, 佐藤 尚, 島田静雄, アニメーション作成支援システムのユーザインタフェース, 第8回NICOGRAPH論文コンテスト論文集, pp.18—25, 1992 (第8回 NICOGRAPH論文コンテスト奨励賞受賞論文)
2. 尾白大介,佐藤修一,近藤邦雄,金子満,佐藤尚,島田静雄, アニメーション作成のための視点制御法とその応用, 第9回NICOGRAPH論文コンテスト論文集, pp.28-34, 1993
3. 尾白大介,佐藤修一,近藤邦雄,金子満,佐藤尚,島田静雄, アニメーション制作のための視点制御のユーザインタフェース, 情報処理学会,第46回全国大会講演論文集 2-451,1993


●博士論文
金子満:次世代アニメーション制作システムに関する研究,東京工業大学、1996
http://tdl.libra.titech.ac.jp/hkshi//ja/recordID/dissertation.bib/1000294450

現在では、制作段階において事前にカメラワークのチェックやキャラクターの動きなどをチェックするpre-visualizationが一般的に使われてきていますが、90年代はまだコンピュータの活用が進められている段階であり、さまざまな手法が提案されてきたときでした。動きのあるシーンを事前にチェックする手法は、現在のプレビズシステムに取り入れられている手法です。また、望月らの輪郭線描画手法は、セルアニメタッチの画像生成のアルゴリズム開発のもととなっており、博士論文でも引用されています。
文献:
金子満、中嶋正之、セルアニメタッチ画像生成のための3次元画像の2次元アルゴリズム、テレビジョン学会誌、Vol.49, No.10,pp.1288-1295,1995
金子満、中嶋正之、ノンフォトリアリスティックアニメーションの生成、情報処理学会グラフィクスとCAD研究会、76-4,pp.23-30,1995
金子満、中嶋正之、アニメーションスプレッドシートを用いた3DCG技術による映像制作システム、電子情報通信学会技法、Vol.504,pp.31-38,1996