AVS/Express 最新情報
～ 第３回 AVS 可視化フォーラム ～2018/8/24

データソリューション事業部
汎用可視化技術グループ
黒木本日の内容
・可視化への取り組み
・AVS 関連製品ラインナップ
・AVS/Express の（簡単な）ご紹介
・AVS/Express の最新情報
・オープンソースの活用
・OpenCV・OpenMesh
・FFmpeg
・ExVL 拡張モジュールライブラリ© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

・IT ソリューション事業本部
データソリューション事業部
・汎用可視化 AVS/Express
・医用可視化 DirectPath・ビッグデータビューワー BDV・イノベーション支援ソリューション Goldfire
・データベース運用ツール Majesty© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

動画紹介

高分子2成分ブレンド解析
台風シミュレーション
桜島噴火のレーダー観測

遡上津波による津波による橋梁流失
構造物の破壊過程解析 被害予測解析

カーボンナノチューブ
分子動力学計算
フィラー充填ゴム粗視化解析

気象

土木/建築材料環境可視化

CAE

箱根地震源観測航空宇宙

医療

モータの電磁界解析

遊泳動作中の水着における異方性超弾性体モデルを用いた応力解析

数理計画モデル

鉄道・バス時刻表の設計

交通

大規模地震波伝播
シミュレーション

MRI/CT医療データの重ね合わせ

渦巻き銀河
シミュレーション

地球磁気圏の再現シミュレーション

汎用可視化
サイエンティフィック・ビジュアリゼーション© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

３Dプリンタ
レンチキュラー

360度ヘッドマウント
ディスプレイVRディスプレイ

没入型立体表示システム

多面 シリンドリカルタイプ
立体表示システム

AR ソリューション

簡易立体 プロジェクタシステム

多面高解像度VRシステム

理解を深めるために、わかりやすく伝えるために...
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AVS 関連製品ラインナップ

Linux クラスタ対応
大規模データの可視化

AVS 地図オプション
国土地理院地図情報の表示

マルチ画面、CAVE対応
大規模 VR 空間での可視化

Linux/Mac/Windows 対応
メイン可視化ソフトウェア
モジュールプログラミング

AVR
簡単可視化ソフトウェアヘッドマウント対応

フリー GFA ビューワー※ AVR は（株）フィアラックスの製品です。
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AVS/Express とは
汎用可視化ソフトウェア
開発元
Advanced Visualization Systems Inc.
設立 1991年
所在地 米国マサチューセッツ州
http://www.avs.com/

サイバネットシステム
日本総販売代理店、アジア代理店
ソースコード保有、製品の共同開発
姉妹製品 MicroAVS
並列対応製品 AVS/Express PCE

独占
日本、韓国、タイ、マレーシア、シンガポール、インドネシア、ベトナム、ビルマ、ラオス、インド、ニュージーランド(計11)

非独占
中国、香港、台湾(計3)© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

AVS/Express とはコントロールパネル
ネットワーク・エディタ

モジュール・ライブラリ
パラメーター

モジュール

可視化ネットワーク

描画ウィンドウ© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

AVS/Express とは
データの読み込みデータの加工表示手法の選択レンダリングデータの作成

レンダリング
画面表示・イメージ出力© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

実験、計測データ
数値シミュレーション結果
データ成分の抽出
表示断面、領域の選択
しきい値処理等値面処理、ボリュームレンダリング
矢印ベクトル図
等高線
ボール＆スティック

可視化処理とモジュール・プログラミング
データの読み込み

データの読み込みモジュール

データの加工データ成分の抽出モジュール

等値面の作成モジュール

表示手法の選択レンダリングデータの作成
レンダリングモジュール

レンダリング
画面表示・イメージ出力

可視化に必要な機能を各モジュールで提供。
モジュールを目前でつなぎ合わせることで可視化処理を実施。

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モジュール・プログラミング
等値面を作成メッシュ境界を作成

等値面© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

モジュール・プログラミング

分子を球で表示

鎖をチューブ形状で表示

色の設定© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

モジュール・プログラミング
データの重ね合わせ

高分子データと密度場（フィールド）の比較© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

本日の内容・可視化への取り組み
・AVS 関連製品ラインナップ
・AVS/Express の（簡単な）ご紹介
・AVS/Express の最新情報
・オープンソースの活用
・OpenCV・OpenMesh
・FFmpeg
・ExVL 拡張モジュールライブラリ© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

AVS/Express でコンピュータービジョン？
USB カメラでキャプチャし、カスケード分類器（CascadeClassifer）を使用した顔認識© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

OpenCV・オープンソースのコンピューター・ビジョン・ライブラリ（OpenCV : Open Source Computer Vision Library）
・世界でもっとも有名なオープンソースの画像処理ライブラリ
・1000万超 ダウンロード
・BSD ライセンス
・開発言語・C++ / Python / Java（公式言語）
・.NET Framework / Ruby ..（非公式バインディング）・MATLAB Interface などあり

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https://opencv.org/
https://www.buildinsider.net/small/opencv/001

OpenCV for AVS/Express
OpenCV 関数を AVS モジュールに実装
入力モジュール
画像、動画の読み込み、カメラ画像取得など
フィルターモジュール
各種画像処理やパターン認識など
OpenCV プログラム例

void main() {Mat img = imread("img.png"); 画像読み込み
Mat dst;GaussianBlur(img, dst, Size(7,7), 10, 10);
ガウシアン分布による平滑化...（その他の関数の組合せ） ...
imshow("image",dst); 画面に表示
waitKey(0);}関数をモジュール化することにより、・プログラム不要で、試行錯誤できる。
・パラメーターの変更による確認が簡単。
・画面上への表示の実装不要© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

OpenCV モジュール・スムージング（ノイズ除去）© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

・膨張/収縮膨張

収縮OpenCV モジュール・二値化© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

・エッジ検出OpenCV モジュール
・動画読み込み

１フレーム毎処理© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

・カメラ読み込み

１フレーム毎処理

OpenCV 利用例
・顕微鏡で観察された細胞核のセグメンテーションとラベリング、２種のデータの比較

http://www.nibb.ac.jp/embryo/
データ提供：
基礎生物学研究所 初期発生研究部門
岸香苗様（博士研究員）、小山宏史様（助教）、藤森俊彦様（教授）© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

OpenCV 利用例
動画ファイル（3次元スライス動画）の読み込みを行い、各フレームにスムージング処理などを行い、二値化処理を行う。
動画ファイルの読み込み

元画像
グレイスケール
スムージング
膨張・収縮
二値化

元画像の表示AVSのフィールドに変換

二値化結果画像© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

OpenCV 利用例
画像処理結果から、ボリューム化する。
また、等値面や等値面セグメンテーションなどの既存機能を利用することで、3次元でのボリューム処理が可能。
二値化結果

等値面セグメンテーション

画像→ボリュームデータ作成
ボリュームデータの可視化

等値面セグメンテーション

ボリュームデータのファイル保存なども可能© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

OpenCV 利用例
・赤青コンターのグレイスケール変換

ビット反転

過去に作った画像を白黒誌に載せたい
再度データから可視化は難しい…
普通に白黒変換すると？

どちら側が低い？
赤と青も変化がわからない© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

OpenCV 利用例
明暗を調整してから白黒変換

赤を白っぽく
青を暗く明度、彩度を調整してから変換

SatVal© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

OpenCV 利用例
・可視化結果画像のアニメ調加工
エッジの強調© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

OpenMesh・オープンソースのポリゴンメッシュの表示、操作のためのライブラリ・BSD class4 ライセンス
・開発言語
・C++
・Python バイディング© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

OpenMesh
OpenMesh の関数を AVS モジュールに実装
以下の３つのポリゴン処理機能に対応
・スムージング・再分割（均等分割）
・間引き※ ポリゴン（座標）に対する処理のみノードデータ値に対する処理はなし→ 等値面の曲率計算による精度向上での利用など© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

OpenMesh サンプル

オリジナル

再分割（均等分割）

スムージング間引き© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

FFmpeg
・動画と音声の記録、変換、再生のためのフリーソフトウエア（エンコーダー）・H.264、webm、wmv など、各種動画への変換が可能© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

FFmpeg・連番画像の動画変換ツール （ImgToMovie）
image_capture モジュールで連番画像を作成。
その画像ファイルを読み込み、動画に変換する。
※ 予め、ユーザー責任で FFmpeg をダウンロード。
バックエンドで FFmpeg を呼び出す。

連番PNG© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

mp4
データ提供：日本気象協会様

ExVL 拡張モジュール
これまでサイバネットシステムで開発したモジュールの拡張ライブラリです。
・高速 Tri レンダラ
・地図座標変換・ヒートマップ
・360度動画作成© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

ExVL：高速 Tri レンダラ
サイバネットシステムにて開発の Tri レンダラ（標準外）
数千万、１億を超えるポリゴンのレンダリングに有効
制限事項
・GFA なし
・ピックなどの選択不可
・オブジェクト属性（個別色なし、スペキュラーなしなど）
・フラットシェーディングなし
・１フィールド、２G セル以下まで対応
・機種依存ありなど

三角形のみを通常の処理とは別にレンダリング© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

ExVL：高速 Tri レンダラ
エルザ様のご協力のもと、ポリゴン数とレンダリング（更新）時間を測定してみました。

GV100（HBM2 32GB）
搭載マシン
GPU SuperWorkstation 7047GR-TRF
Intel Xeon E5-2650 2GHz
2cpu x16core (32core)
Memory 128G
Windows7 64bit

P1000（GDDR5 4GB）
搭載マシン
DELL Precision T5810
Intel Xeon E5-1603 v3 2.8GHz 4core
Memory 32G
Windows7 64bit

http://www.elsa-jp.co.jp/cat-products/quadro/© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

ExVL：高速 Tri レンダラ
ビルA *1)5242万ポリゴン

ビルB *1)1億6109万ポリゴン

粒子 *2)
１つの粒子をポリゴン分割球で表現
1000万～10億ポリゴン© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

データ提供：*1) 東京大学地震研究所様、理化学研究所計算科学研究機構様*2) 東京大学工学系研究科 システム創成学専攻 室谷浩平様（旧所属）ExVL：高速 Tri レンダラ

5200万ポリゴン

1億6000万ポリゴン© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

ExVL：地図座標変換
・緯度経度、平面直角座標、UTM 座標の相互変換（ただし日本域のみ）
解析結果
UTM座標

AVS地図オプション
国土地理院地図情報の表示

浸水情報の可視化
surf_plot
set_alpha

緯度経度

データ提供：神戸大学 自然科学系先端融合研究環 小林様※ 背景地図に国土地理院発行、地図タイル、基盤地図情報を利用しています。
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ExVL：ヒートマップ
・カーネル密度推定によるヒートマップの作成（2D離散点）

市区町村人口分布に対するヒートマップ表示© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

ExVL：360° 動画作成
データ提供：五洋建設株式会社 技術研究所様

AVS 上で GFA などから再構築

https://www.galaxymobile.jp/gear-vr/2016/© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

スマートフォン上のフリービューワーなどで再生

https://store.hacosco.com/users/sign_inご紹介したモジュールの入手方法
各ライブラリを保守ユーザー様向けサイトで順次、公開していきます。
http://www.cybernet.co.jp/avs/support/avsexpress.html© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

本日の内容・可視化への取り組み→ 可視化事例ショートMovie
・AVS 関連製品ラインナップ
・AVS/Express の（簡単な）ご紹介→ モジュールプログラミング
・AVS/Express の最新情報
・オープンソースの活用

・OpenCV→ 画像処理を中心に（顕微鏡など）

・OpenMesh→ メッシュの再分割など

・FFmpeg→ 連番画像の変換ツール

・ExVL 拡張モジュールライブラリ© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.

→ 高速 Tri レンダラ
地図座標変換ヒートマップ
360度動画作成

お問い合わせhttp://www.cybernet.co.jp/avs/
avs-info@cybernet.co.jp© 2018 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. All Rights Reserved.