いろいろな絵画表現のアルゴリズムを考える

芸術工学研究院　コミュニケーションデザイン科学部門
准教授　井上 光平

　我々の研究室では、写真を絵画風に自動変換するアルゴリズムについて研究しており、今はノンフォトリアリスティックレンダリングに関する研究に取り組んでいます。ノンフォトリアリスティックとは非写実的という意味で、リアルなCG表現に対して、人が手作業で描いたものをCGで再現するアルゴリズムを考えています。そうして出来上がった非写実的なCGを略してノンフォトCGと呼んでいます。
　本稿では、これまでに作成したノンフォトCGをいくつかご紹介します。

　最初に作ったのは貼り絵風の画像でした（図1）。まず着目したのは、色紙をちぎったときに現れる、紙の白いふちどりの表現でした。さらに、紙片の配置方法、紙の厚みによる凹凸、紙表面のテクスチャなどを考慮して貼り絵らしさを追求しました。

　図2は点描画の作成例です。重心ボロノイ分割という方法を使って、ランダムに初期配置した点を少しずつ動かして図のような配置に収束させます。これにより、平坦な領域には点が均一に配置され、対象物の輪郭はシャープに表現されます。

　図3は油絵などにみられる筆のタッチ（流れ模様）を強調した例です。ここでは流れ模様に応じて向きや強さが変わる非等方なフィルタを用いました。このような方法を使って、例えば指紋のパターンを鮮明にすることもできます。

　ステンドグラスにも何度か挑戦しました。図4の左の画像は、減色モードフィルタと呼ばれる画像処理の技術を使って作成したものです。これを板に印刷して、線に沿って糸のこでカットするとパズルにもなります。右の画像は、位置情報と色情報を取り入れたボロノイ分割を利用したステンドグラス風画像です。自動車の形にフィットした領域と、ボロノイ分割特有の規則的な領域が混在しています。

図4：ステンドグラス風画像

　小さなビーズを敷き詰めて絵を作ったことがある人も多いでしょう。実際のビーズアートをヒントに、いろいろな大きさのビーズを使ったビーズアートを作りました（図5）。左の画像は透明なビーズを使ったもので、右の画像はマットなビーズを使ったものです。この他にもいろいろなバリエーションを作りました。

図5：ビーズアート

　図6は、白の背景に、ボロノイ領域を縮小した形の黒タイルを配置して明暗を表現したものです。このような手描きの作品は実在しませんが、コンピュータならではの表現といえるのではないでしょうか。

　これまでに我々が作ったノンフォトCGをご紹介しました。コンピュータの普及により、手描きとCGの境界はあいまいになってきているようです。人はどのようにして新たな表現を生み出していくのでしょうか。アルゴリズムをキーワードに、これからも研究を続けていきたいと思います。また、その成果を、コンテンツ匿名化など、個人レベルの情報セキュリティに応用することを考えています。

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芸術工学研究院　コミュニケーションデザイン科学部門　准教授　井上 光平