宮崎大学学術情報リポジトリ Title Author(s) Citation URL レイのデザイン用プログラムの試作 坂本, 眞人; 謝, 涵 Memoirs of the Faculty of Engineering, University of Miyazaki, 39: 321-326 http://hdl.handle.net/10458/3232 Date of Issue 2010-09-30 Right Description レイのデザイ ン用プ ログラムの試 作 321 レイのデザイン用プログラムの試作 坂本 異人 1 )･ 謝 酒2 ) TheExpe r i me nto fPr og r amf o rDe s i g ni ngLe i Makot oSA… OTO 1) and Shi eHAN 皇) Abst r act I nPo l y ne s i a nc ul t ur e ,al e ii ss o me t hi ngt hati sc r e at e dbys o me o nea n dg iv e nt oano t he rwi t ht he i nt entt ode c o r at et hatpe r s o nf o rane mo t i o nali . e aS O n.Co mmo nr e as o nsi nc l udeg r e e t i ng,f ar e we l l , l o ve,f r i e nds hi p,app r e c i at i o n,c o ngr at ul at i o n,ands of o r t h.Themo s tppul a rc o nc e pto fal e ii n Hawa ii a nc ul t ur ei sawr e a t ho ff lo we r sd r ape dar o undt hene c kpr e s e nt e dup o na r r i ingo v rl e av ingas as ymbo lo faf f e c t i o n.A l e ima ybec o mpo s e do fapat t e r no rs e ie r so fj us ta bo utanyt hi ng,butmo s t c ommonl yc o ns i s t so ff l e s l lnat ur alt hi ngs uc ha sれo we r s ,l e a ve s ,v i ne s ,s e e ds ,s he us ,a nds oo n.I n ge ne r al ,s uc ht hel e ii sha ndmade .The r e f o r e ,wec anno tunde r s t anda丘ni s he dpr o d uc tunt i li ti s f i ni s hed.I nt hi spap e r ,Wei nv e s t i ga t ea bo uts o f t war ef o rde s i g ni ngHawa ii anl e i ,a nds ho wo urf i r s t e xpe r i me nt alpr o g r amwhi c hweC ane as i l yde s i g nl e ibyus i ngVi s ua lSt udi o2 005( C++) . KeyWor ds: Col or,Des i gn,D i r e c t X ,Hawai i ,Hul a,Lei ,Ope nDynami c sEng ine ,Shade,Vi s ualSt udi o 1 は じめに ハ ワイの伝統的な舞踊であるプラは 占い歴 史を持ち､ に伴い､フラ関係の市場 はさらに発展 してい くことが予 想 され る｡特に､フラの装飾品である レイは､現代 プラ ( ア ウアナ)が普及するとともに様々なデザイン 世界一乗 しい踊 りと言われている｡かつては西洋文化 に伴い､プラ関係の市場 はさらに発展 してい くことが予 か らの弾圧 を受け､公の場で踊ることを禁止 された歴 想 され る｡特に､フラの装飾品である レイは､現代 フラ 史 もあるが､現在ではハ ワイを代表す る文化 として世 ( ア ウアナ)が普及す るとともに様 々なデザイ ンが市場 界 中に知 られている｡ 近年､フラは女性たちの間で娯楽､趣味 と して浸透 に出回るよ うにな り､自分 自身でデザイン した レイを使 う人 も増 えてきている｡ しつつあ り､フラハ-ラウ ( フラスクール)が増 えて レイ とは､頭 ･首 ･府 などにかける装飾品の ことであ い くとともに､プラのための衣装や装飾品､道具を扱 り､1 2世紀頃にや ってきたポ リネ シア人たちによっても う市場 も拡大 しつつある｡今後の 日本でのフラの普及 た らされた と考えられている｡古来 より磨除や供物 ､社 会的地位 の象徴 として用い られ ､1 9世紀頃に旅行者や移 1 ) 情報 システム工学科准教授 2) 情報 システム工学科学部生 住者によって持 ち込まれた植物 ( カーネー シ ョン､テ ィ ア レ､ジャス ミン､マ リー ゴール ド､パ ンジー､プル メ 宮 崎 大 学 工 学 部 紀 要 322 リア､デ ンファ レ､バ ラ､ス ミレな ど)を利用す るこ と大 きな進化 を遂げた ( 図 1参照) 【 21｡ レイの材料 として使われているものは､花や葉､木 第 39号 本プ ログラムを作成す るにあた り､開発窮境は Mi c r o s o 氏Vi s ua l s t ud i o2 0 0 5( C#)を､3 Dの表示には Di r e c t XGr a p h i c s 【 4 】 を用いた｡今回は第一段階 と して､ の実､貝殻､鳥の羽､動物の骨など様 々で､現在 では ユーザーがパー ツの種類 とパーツの配m i E i 方法 を選択 し､ カ ラフル な花や色づけされた木の実 も増 え､ レイのデ そのデザイ ン結果 を 3 DCGで表示 させ るとともに､マ ザインのバ リエー シ ョンはよ り豊富になった 【 6 】 ｡その D画像上にカー ソル を合わせてク リック しなが ウスで 3 ため､プラダンサーの希望に沿った レイを作成す るた ら動かす と､視点を変えて様々な方向か らデザイン した めには､よ り州来上が りのイメージを分か りやす くす レイを見 ることができるプログラムを作成 した｡ また､ る必要がある｡ そこで､ユーザーがデザイ ン した レイ 本文 中の レイの 3 Dデータは､Sha d e9[ 3 】 を用 いてオ リ が､実際に出来上がった レイにより近づけるよ うに､ il f e形式データを作成 した｡ ジナルの Ⅹ 3 DCGを用いたデザインプログラムを作成 しよ うと考 2. 1 . 1 パーツの種類選択 えた｡ 3 DCGソフ トウエアには､S T l a d eや L ig ht wa v e 3 D レイのパーツとして準備 した種類は､ r ククイ茶｣と など様 々な製品がある｡ しか し､専門知識が無い人に ｢ククイ黒｣､ ｢ククイ 白｣､ ｢ デンファレ白｣､ ｢ デ とって､見ただけでは操作の仕方がわか らず､使 い勝 ンファ レピンク｣の 5つである ( 図 2参照) [ 5] ｡ しか 手が悪 く感 じられ る｡本研究では､デザインや コンピ B方法を考 し､現段階では 3種類以上選択 した場合の配J ュー タについての専門知識がない人でもf , q l ' 単に操作す 慮 していないため､パーツを 3種類以上選択 した場合､ ることができ､かつ ｢ 時間をかけずにデザインす るこ ｢3個以上は選択できません｡｣とい うメッセージボ ッ とができる｣､ ｢ [ 射J 来上が りをイメージ しやすい｣､ クスが表示 され るよ うに している｡ ( 図 3参照) ｢ 実際に身に着けた様子がわかる｣な ど､今 までの ソ フ トウェアには1 . t 糾ヽ 機能 を美装することを 目指 した｡ 今回は､今後のデザイ ンプログラム開発に向けて簡 易的なフラ用首飾 り (レイ)の 3 DCGデザインプログ ラムを試作す るとともに ､ マネキンを用いた 3 Dシ ミ ュ レー シ ョンを行 った｡ 図 2: パーツの種類 . 図 1:レイ [ 9 】 2 プログラムの原理 2. 1 3 DCGデザインプログラム 323 レイのデザイ ン用 プ ログラムの試 作 フ ナイAV E) 2 2 2ZZa フ ▼イルt) 0■ J P l [ ]州 J L O洲 白 [ ]テンフル 白 ⊂】 テン7▼レビンク tl i l 7 1 ' 1 1 丁 E Z)クウイ等 D三 秒イJ L 回匹珊 ロFLノカ レ白 0 タン7 7レ巴′ ク O文互 0 2: 1 01:2 0 3: 1 01; 3 ⊂: 室: コ [ 二□ 図 6:1種類越択 . 図 7:2種類遊択 . 図 3:パー ツを 3種類以上選択 した時. 2.1 .2 パー ツの配置方法選択 パー ツの配位方法 と して準備 したパ ター ンは､ r 単 調 ｣と ｢交互｣､ ｢ 2: 1｣､ ｢ 1: 2｣ ､ ｢ 3: 1｣､ ｢ 1: 3｣ の 6パ ター ンであ る｡ ここでの ｢ 2: 1｣ とは､パー ツを 図 8:種類未選択 . 2種類選択 した際 に､チ ェ ックマー クが上 にあるパー ツ と下にあるパー ツの個数 の比 を表 している｡例 えば､ 図 4では ｢ ククイ茶 ｣ と ｢ククイ黒｣を選択 している 2.1 . 3 デザイ ン結果表示 ユーザーがパー ツの種類 と配置方法 を選択 し､画面の ので､茶 ･茶 ･黒 ･茶 ･茶 ･黒 ･ -と配置 され､図 5 OK ボタンをク リックす ると､メ ッセー ジボ ックスが表 の よ うな結果 とな る｡ 示 され ､選択 したパーツ と配置方法 を確認す ることでき る｡また､確認用 のメ ッセー ジボ ックス中の OK ボ タン をク リックす る と､デザイ ン結果が 3Dで表示 され るよ うにな っている ( 図 9参照)｡ この時､マ ウスで 3D画 像 上 にカー ソル を合 わせ てク リック しなが ら動かす と､ 視 点 を変 えて様 々な方向か らデザイ ン した レイ を見 る ことがで きる｡ 図 4: 種類 と配置方法の選択 . 図 5:デザイ ン結果. また､ユーザーがパー ツを 1種類 のみ選択 している 場合 は､配置パ ター ンは ｢ 単調 J Lか選択 できず ､パ 単調 J以外 の配置パ ター ン ー ツを 2種類選択す ると ｢ を選択す るよ うになってい る｡ また､パー ツの種類 を 選択 していない状態 では､配位方法の選択 はできない｡ ( 図 6-図 8参照) 図 9:デザイ ン結果表示 324 宮 崎 大 学 工 学 部 紀 要 2. 2マネ キンを用いた 3 Dシ ミュ レーシ ョン 第 39号 2. 3 Di r e c t XGr a pbi e s【 4 】 本プ ログラムを作成するにあた り､開発環境は Di rect Xとは ､Mi c r os oft社が開発 した､ゲームな ど Mi c r os of tVi s uals t udi o2005( C++) を使用 し､衝突判 のマルチメデ ィア ･アプ リケー シ ョンを作 るために必要 定には 3次元動力学シ ミュ レータライブラリ ｢ Open な Dynami c sEn由ne ( ODE)｣【 1 1 ] を用いた｡マネキン ッ トワー ク｣､ ｢ 入力｣などの基礎的な機能を提供す る の 3D データは Shade9を用いて､オ リジナルの Ⅹ丘l e Appl i c ati onP ro gra mI nt e rface ( 以下 API )群である｡ 形式データを作成 した｡ ｢2D/31 ⊃グラフィックス｣ ､ ｢ サ ウン ド｣､ ｢ ネ また､本研究で 3Dの表示に用いた Di re ct XGraphi cs 本プログラムでは､マネキンとククイの実の衝突判 とは ､ 2次元画像描画用 ^PI｢ Di rect D ra w｣ と､ 3次元 定を行 うことによ り､マネキンに レイがかかっている 画像描画用 API｢ Di re ct3D｣が統合 されているグラフ 時の様子をシ ミュ レーシ ョン した｡まず､マネキンを ィックスの簡単に扱 うための ∧PI群のことである｡ 座標上に固定 し､マネキンの頭の周 りに 32個の クク re ct XGr aphi csは Mi c r os oft グラフィックスを担 う Di イの実を円状に配置 した｡ククイの実同士は ､ODEの Wi nd o ws､Xb ox､Xb ox3 60向けのゲーム開発で広 (利用 特徴の 1つである ｢ ジ ョイ ン ト｣を用いて結合 した｡ されている｡Di rect X互換の ビデオカー ドを利用す るこ 次に､ククイの レイが落ちて くるよ うに設定 し､クク とによ り､高品質の 3Dグラフィックスを高速に レンダ イの実同士の衝突判定 と､マネキンと各 ククイの実の リングできるため､ソフ トウェア産業､特にエンジニア 衝突判定を行 った｡ リングの分野で も広 く利用 されている｡ 衝軒 別定 とは､ある物体が他の物体に衝突 したか ど うかをt F l j 定するプ ログラム処理のことである｡ODEに は判定方法 として ､AABB ( 軸並行境界ボックス : 2. 4 0p e nDy na mi c sEng i ne【1,10】 Open】 )ynam ic sEng ine( ODE)はフ リーの剛体力学 Axi sli A gnedBoundi ngBo x)がある ( 図 10参照)｡ をシ ミュ レー トす るための Cライブラ リである｡ 高速 AABB とは､ワール ド空間の ⅩYZ軸に対 して各辺が にシ ミュ レー シ ョンできるため､ゲームエンジンや迫伝 平行な直方体の境界図形 を言 う｡各 6つの面の位置関 的アル ゴ リズム､ロボ ッ ト動作のシ ミュ レー シ ョンな ど n､Bmax､Bmi nの座標 を 係 を調べて ､Amax､Ami に用い られている｡Wi ndows､Li nux､MacOS Xで使 算出 し､以下の式にすべて当てはまっていれば衝突 し 用可能であ り､動力学計算や ジ ョイ ン ト･衝突プ リミテ ていることになる｡ ィブの生成､衝突検 出機能が組み込まれている｡ また ､OD Eでは動力学 計算 と衝突検出計算が独立に実 装 されているため ､ 様々な衝突検出計罪 ライブラリを簡 単に O DEに組み込む ことができる｡現在 ,ODEは衝突検 PC ODEが標準で､ Ci mp ac tも利用可 出ライブラ リとして O 能である｡ ODEは積分法 として､準陰稲分法 ( s e mi -i mpli cit i nte gr ati on )を採用 している｡準陰職分法は､陸稲分 ( 後 退積分)と陽積分 ( 前進積分)が混在 している手法であ DEでは拘束力に関 しては陰積分が適用 さ り､具体的に O 図1 0:AABB. れ,外力に関 しては陽稲分が適用 されている｡ 3 2 5 レイのデザイ ン用 プ ログラムの試 作 3 実行結果 3. 1 3 DCGデザイ ンプログラム 本 プ ログラムを実行 した結果 を以下の図 11か ら図 16 に示す｡ 図1 7:視 点変 更. 3. 2マネ キンを用いた 3 Dシ ミュ レーシ ョン 本 プ ログラムを実行 した結果 を以下の図 18に示す｡ 図 11:ククイ茶 単調 . 図1 2: デ ンファ レ自 単調 . 8:シ ミュ レー シ ョン結果 図1 4 考察 3DCG デザイ ンプ ログラムは､パー ツの種類 と配置方 D でデザイ ン結果 を様 々な方向か ら見 法 を選択すれ ば 3 ることができるので､操作が簡 単で初 心者 に も使 いやす 図 13:ククイ黒 白 交互 . 図 14:ククイ茶黒 2:1 くなってい る｡ しか し､デザイ ンの 自由度 を上げて実用 化 させ るためには､パー ツの種類 と配置方法のパ ター ン をよ り充実 させ て必要があ る｡ マネ キンを用 いた 3 D シ ミュ レー シ ョンは ODEを用 いて衝突判定 を行 ったが ､AABBは回転せず ､ア ウ トラ イ ンは ジオメ トリ ( 形状) の長方形 なので､ 2つの AABB の衝突判定 を行 った ときに､実際は衝突 してい ないか も しれ ない とい うこ とが考 え られ る｡また､今回 は､マネ キン とククイの実の シ ミュ レー シ ョン しか行 う 図 15:ククイ黒 白 1 :2. 図 16:ククイ黒 白 3:1. ことがで きなか ったが､よ り実用的 なプ ログラムに させ るためには､レイで用い られ る花 での シ ミュ レー シ ョン また､札 束を変 えてデザイ ン結果 を見た時の様子 を 7に示す｡ 図1 を行 う必要がある｡ 3 2 6 宮 崎 大 学 工 学 部 紀 要 第 39号 に､両先生の家元であ り､若紫 なクム ･プラであ る 5 おわ りに Kawa i kapuo kal aniK He we t t氏に敬意 を表す る｡ 本研 究 では ､3 DCGデザイ ンプログラムの試作 とマ ネ キンを用 いた 3 D シ ミュ レー シ ョンを行 った｡ その DCGデザイ ンプ 結果 ､今後 プラ用 首飾 り (レイ)の 3 ログラムの実用化 に向けて様 々な放題 を見つ けること がで きた｡ 3 DCGデザイ ンプ ログラムに関 しては､パー ツの種 類 と配置方法のパ ター ンを増や す とともに､デザイ ン の 自由度 を上げ るための機 能 をノ 寸け加 えることが挙 げ られ る｡今後付 け加 えたい主な機能 は､ ｢ 保存｣や ｢ 編 銀 ｣､ r パー ツの追加 ｣､ ｢ 長 さ調 軽 ｣ である｡ ｢ 編集 ｣機穂 は､ユーザーがデザイ ン した レイ を編 集す る機 能で､ユー ザーが選択 したパー ツの種類変更､ 色の変更 ､サイズ変更 を可能 にす るものである｡また､ r パー ツの追加｣機能に よ りユ-ザ- 自身でパーツの 種類 を増やす こ とを可能 に し､ ｢ 長 さ調整｣機 能 で首 図1 9:マネキ ンと レイ [ 7 , 8 】 . 参考文献 [ 1】出付公成," 簡単 !実践 !ロボ ッ トシ ミュ レー シ ョン Ope nDynami c sEng l neによる ロボ ッ トプ ログラ ミング" ,森北出版 , 2 007. [ 21フ ォー シー ズ ンズ プ レス ,m HEAVEN! " , にかけ る レイ ･ア-イー ( 略 :レイ)以外 に も､頭 に Vo l . 1 2,フォー シーズ ンズプ レス出版 ,2 0 09. 飾 る レイ ･ポオ､手首や足首 につけるクーペェの作成 " Shadeビギ ナ ー ズ テ キ ス トー 初 心 者 の [ 3】堀 内 営 , も可能 にすれ ばデザイ ンの 自由度は よ り向上す る｡ マネ キ ンを用 いた 3 D シ ミュ レー シ ョンは､マネ キ ンの形 をよ り実物 に近づけ るとともに､パー ツだけで な く レイの糸 も実装 させ る必要がある｡ また､今回は ビー ･エ ヌ ･エ ヌ新 社 , た め の 3DCG 講 座 一 ", 2006. ` ℃i r e c t XgDi r e c t XGr ap hi c s " ,工学社, [ 4】星正明, 2005. マネキンとククイの実の シ ミュレー シ ョン しか行 うこ [ 5】イ カ ロス,"素敵 なフラスタイル , ATTRACTI VI E とがで きなか ったが､よ り実用的なプ ログラムに させ 007. HdaSt yl e " , No. 1 7,イカ ロス出版 ,2 るためには､ レイ で用 い られ る花でのシ ミュ レー シ ョ ンを行 う必要があ る.今後 3 DCGデザイ ンプ ログラム 内の機 能の 1つ と して組み込みたい と考 えてい るため､ 最終的にはフラ衣装 を着 たマネ キンに レイ をかけてい る様子 をシ ミュ レー シ ョンできることを 目標 と したい 最後 に､ 日頃 プラをは じめハ ワイの歴 史 ･文化 につ いていろいろ とご指導 を頂 いているプアマエオ レ ･メ レ ･プラクラブ主宰の海野比 呂実先生 ､ケ ･アラ ･ス プア ラニ コ ･パ ブ リッシング出版 , 2006. [ 7】 ALOHACRAm こ ht t l ) : / / www. l o c o b e m. ∝I m/ [ 8 ] ar i f r e: ht t DJ / a r 脆e . b i z / ( 図1 9参照)O クール ･オブ ･プラ幸事のカオル [ 6】ネ コ ･パ ブ リ ッシン グ , " HULAL et a" , No. 24,ネ ケア ラアヌ- アオ マエダ先生に深 く感謝の意 を表す る｡ さら [ 9 】 Hul aHawai i: ht t l ) : / / www. hu lahawai i . c o. i Dnl ul ai nde x. ht m 〔 1 0 】 Ope nDynami c sEng i ne: ht t D: / / www. ode . or g / [ 11 】 ロボ ッ トの開発 と教育 : ht t l ) : 〟de mur a. ne t /
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