Art-based Rendering with Continuous Levels of Detail(2000) 

### Art-based Rendering with Continuous Levels of Detail(Lee, 2000) 

https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/340916.340924

#### Q:この論文の概要を教えてください
#### A:
この論文は、NPAR 2000で発表された「Art-based Rendering with Continuous Levels of Detail」というタイトルの論文です。この論文では、新しいグラフタル・テクスチャのフレームワークが紹介されています。以前の実装の欠点を解決するために、グラフタルの外観や振る舞いに関する主要な決定をデザイナーが編集できるテキストファイルで指定できるようになりました。また、グラフタルの静的配置や滑らかな遷移、多解像度の概念などが導入され、フレーム間の一貫性やアニメーション性が向上しました。これにより、仮想シーンのレンダリングにおいて、より柔軟で洗練されたアートスタイルが実現されることが期待されています。


#### Q:この論文の主な貢献を3つ挙げてください
#### A:
この論文「Art-based Rendering with Continuous Levels of Detail」の主な貢献は以下の3つです：

**柔軟性と効率性の向上**: 新しいグラフタル・テクスチャのフレームワークは、以前の実装の制約を克服し、デザイナーが外観や振る舞いをテキストファイルで指定できるようになりました。これにより、グラフタルのプロパティを連続的に変化させることが可能となり、フレーム間の一貫性が向上しました。また、静的配置や滑らかな遷移、多解像度の概念の導入により、シーンのレンダリングにおける柔軟性と効率性が向上しました。これにより、アーティストやデザイナーはより簡単にカスタマイズし、洗練されたアートスタイルを実現できるようになりました。

**視覚的な魅力と表現力の向上**: グラフタルのプロパティを連続的に変化させることで、シーンのレンダリングにダイナミックで視覚的に魅力的な効果をもたらしました。色やサイズなどのプロパティをアニメーション化することで、シーンに深みや興味を加え、美的に魅力的な作品を生み出すことが可能となりました。アーティストは、滑らかで制御されたプロパティの操作により、微妙で表現豊かな仮想シーンを描くことができるようになりました。

**効率的なアートベースのレンダリング**: この新しいフレームワークにより、アートベースのスタイルでの仮想シーンのレンダリングが効率的かつ柔軟に行えるようになりました。グラフタルのプロパティを連続的に変化させることで、シーンの詳細レベルを適応させることが可能となり、モデルの複雑さとレンダリングコストを最適化できるようになりました。これにより、アートベースのレンダリングアルゴリズムは、コミュニケーションの必要性に合わせて柔軟に適応できるようになりました。

以上の貢献により、この論文はアートベースのスタイルでの仮想シーンのレンダリングにおける新たな展望を開拓し、アーティストやデザイナーによる創造性と表現力を促進する重要な成果をもたらしました。


#### Q:この論文の研究内容の限界と今後の課題はなんですか．
#### A:
この論文の研究内容の限界と今後の課題は以下のように考えられます：

**処理速度と複雑なシーン**: 論文では、大規模で複雑なシーンにおいて処理速度が遅くなる可能性が示唆されています。特に、多くのグラフタルや複数のレベルの詳細を持つシーンでは、処理コストが増加し、リアルタイム性が損なわれる可能性があります。今後の課題として、処理速度を向上させるための最適化手法や効率的なアルゴリズムの開発が必要です。

**ユーザビリティとアーティストのニーズ**: 論文では、デザイナーが外観や振る舞いをテキストファイルで指定できる柔軟性が強調されていますが、実際のアーティストやデザイナーが利用する際のユーザビリティや使いやすさに関する課題があります。アーティストが直感的に操作し、創造性を発揮できるインターフェースやツールの開発が求められます。

**新たな表現スタイルの探求**: 論文では、アートベースのスタイルでのレンダリングにおける柔軟性や表現力が強調されていますが、さらに新たな表現スタイルやテクニックの探求が必要です。アートディレクターが特定の効果を達成するために必要な滑らかな遷移や表現方法を探求し、実装に反映するための研究が重要です。

**アートとテクノロジーの融合**: 今後の課題として、アートとテクノロジーの融合をさらに深めることが挙げられます。アーティストやデザイナーとの協力やコラボレーションを通じて、新たなアートベースのレンダリング手法やテクニックを開発し、コンピュータを用いた画像制作の新たな可能性を探求することが重要です。

これらの限界と課題を克服するために、より高度な技術開発やデザイン思考の導入、さらなる研究と実験が必要となります。


#### Q:以前のgraftal textures導入の欠点は何だったのか？
#### A:
graftal texturesの以前の実装の欠点は以下の通りである：

**新しいgraftal texturesのための手続き的実装**： 新しいgraftal texturesのための手続き的な実装：新しい接木テクスチャのための手続き的な実装。

**接木の過剰な導入と除去**： グラフタルは各フレームで再生成されるため、カメラのパラメータが少し変化しただけでもグラフタルが過剰に導入・除去され、視覚的な混乱を引き起こしました。

**graftalの特性の連続的な変化の欠如**： このシステムは、色、サイズ、ストローク幅など、接木の特性を連続的に変化させる方法を提供しなかった。この制限は、フレーム間のコヒーレンスを向上させたり、接ぎ目を滑らかにアニメーションさせたりする妨げとなった。

**時間的コヒーレンスの課題**： 接木はフレームごとに必要に応じて生成されるため、接木が突然現れたり消えたりして視覚的な混乱が生じる。このアプローチは、時間的な一貫性を達成することを困難にした。

**graftalの外観の制御が限定的**： グラフタルの外観や動作を変更するには、C++で新しいグラフタル・サブクラスを派生させ、再コンパイルする必要があり、グラフタルの外観や動作をカスタマイズするのは複雑だった。アーティストに制御を提供することは困難であった。

これらの欠点は、アートベースのスタイルでグラフタルテクスチャを生成してレンダリングするための、より効率的で柔軟なアプローチの必要性を浮き彫りにしています。

#### Q:graftal texturesの新しい枠組みは、これらの欠点にどのように対処するのだろうか？
#### A:
接ぎ木テクスチャの新しいフレームワークは、以前の実装の欠点に以下の方法で対処している：

**テキストファイルによる指定**： 接木の外観と動作に関する主要な決定は、デザイナーが編集可能なテキストファイルで指定できるようになりました。これにより、コードを修正することなく、より柔軟でカスタマイズしやすくなりました。

**静的グラフト配置**： グラフトはモデリング段階でサーフェス上に配置され、モデルサーフェス上の固定位置に留まります。このアプローチでは、フレームごとに接ぎ木を再配置する必要がないため、時間的な一貫性が高まり、視覚的な混乱が軽減されます。

**スムーズなトランジション**： 新しいフレームワークでは、グラフトが現れたり消えたりするときに、アニメーションで遷移することができます。これにより、接ぎ木の導入または除去におけるスムーズなトランジションが可能になり、シーンへの突然の出入りを減らすことができます。

**グラフタルの特性の連続的な変化**： このフレームワークは、接ぎ木の形状、サイズ、位置、および向きを、接ぎ木の導入または除去に伴って連続的に変化させることができます。この機能により、フレーム間の一貫性が強化され、より滑らかな接木のアニメーションが可能になります。

**タフトによる多重解像度動作**： 接木の多解像度挙動を管理するタフトを導入することで、異なる距離から見たときに、1つの接木が複数の接木に変形します。この機能により、閲覧状況に応じた接木の適応性が高まります。

**グラフタルを定義するためのテキスト形式**： 新しいコードを書くことなく、接木の外観や動作を幅広く定義するためのテキスト形式が作成されました。これにより、接木テクスチャの定義とカスタマイズのプロセスが簡素化されます。

これらの側面に対処することによって、グラフタルテクスチャのための新しいフレームワークは、アートベースのスタイルで接木テクスチャを生成してレンダリングするための、より効率的で柔軟な、アーティストフレンドリーなアプローチを提供します。

#### Q:グラフタルの特性を連続的に変化させる能力は、アートベースのスタイルにおけるバーチャルシーンのレンダリングをどのように改善できるのか？
#### A:
グラフタルの特性を連続的に変化させる機能により、アートベースのスタイルにおける仮想シーンのレンダリングは、以下のような方法で大幅に強化されます：

**フレーム間の一貫性の向上**： グラフタルの色、サイズ、ストローク幅などのプロパティを滑らかに変化させることで、フレーム間の遷移をよりシームレスにすることができます。これにより、仮想シーンのレンダリングにおける全体的な一貫性が向上します。

**視覚的魅力の向上**： グラフタル・プロパティの連続的な変化により、ダイナミックで視覚的に魅力的なエフェクトが可能になります。色やサイズなどのプロパティをアニメーション化することで、シーンに深みと面白みが加わり、より審美的になります。

**適応的な詳細レベル**： ビューに依存する基準に基づいてプロパティを調整する機能により、グラフタルは視聴距離に応じて詳細レベルを適応させることができます。これにより、シーンはディテールとパフォーマンス効率のバランスを保つことができます。

**ダイナミックなシーン進化**： グラフタル・プロパティの連続的な変化により、シーンを時間と共に進化させることができます。プロパティをアニメーション化することで、動きや変形の感覚を生み出し、作品にダイナミックな要素を加えることができます。

**芸術的表現**： アーティストは、グラフト特性の連続的な変化を利用して、創造性や芸術的なビジョンを表現することができます。滑らかで制御された方法でプロパティを操作できるため、仮想シーンのニュアンスや表現力豊かなレンダリングが可能になります。

全体として、グラフタルの特性を連続的に変化させる能力は、仮想シーンにおけるアートベースのレンダリングの柔軟性、視覚的品質、芸術的可能性を高めます。これにより、アーティストは、ダイナミックで一貫性があり、視覚的に魅惑的なアート作品を作成することができ、見る人を魅了し、希望する美的スタイルを伝えることができます。

#### Q:この論文でのグラフタルとはなんですか？
#### A:
この論文での「グラフタル（graftals）」は、小さな詳細要素（例：個々の葉や草の葉）を描写するために使用される概念です。各グラフタルは、1つ以上の描画プリミティブ（例：線や塗りつぶし）と、3Dポイントや頂点のセットから構成されます。グラフタルは、必要に応じて生成されるストロークベースの手続き的テクスチャであり、視点に応じて詳細レベルを連続的に変化させることができます。

![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/2981660/c64c2e5f-e8a1-0b07-046f-80f64d8e7bb2.png)


###所感
グラフタルテクスチャのLODは自動で作ってくれるんですかね？
これはnote記事に残す意味はなかったかな？