形態発生シミュレーションを用いた CGのための羽の生物学的モデリング

羽毛は，シャフトから分岐する巨大な繊維の曲線（羽枝と呼ばれる）を伴う，鳥の皮膚上の洗練された皮膚の付属器官である．羽枝は，その小鉤（小羽枝と呼ばれる）を利用し，さらに互いに噛み合い，2つの表面を形成している．本研究では，自然の羽の発達に倣った生物学的モデル化手法を提案し，共通の生物学的特徴を手続き的に再現することを目的としている．生物学的研究の調査に基づき，我々は，円筒状の羽毛包内の羽枝曲線のらせん状の成長をエミュレートするために，速度場で粒子の動きを生成することを選択し，また，この粒子の軌道曲線にフォワードキネマティクスを適用して，その羽毛包の鞘が切断された後の羽毛の展開を模倣する．また，オプションの羽枝スナップアルゴリズムを開発し，羽枝間の小羽枝からの幾何学的制約を模倣している．本研究は，2次元空間ではなく3次元空間での羽毛の成長シミュレーションを実現し，また，CGにおける羽毛モデリングの分野ではあまり議論されていない，微細な小羽枝を介した巨視的な羽毛の形状変更が可能であることを証明する第一歩となっている．本手法は，生物学的理論との親和性が高いため，他のCGにおける羽の生成手法を議論する際のより良い基盤となることが期待される．

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