情報処理学会 インタラクション 2015
IPSJ Interaction 2015

B422015/3/6

画像合成での擬似的なシャッタースピード効果によるペンラ
イトアート撮影アプリケーション ”ChemicalWrite” の提案井上 洋希†1

池田 裕己†1

高田 将吾†1

田中 菜々子†1

日高 詩織†1

串山 久美子†1

概要：夜空に光で絵を描いたようなペンライトアート写真を撮るには, 機材の制約, 及び時間と場所の制約をクリアしなければならず, 手軽に撮影できるとは言えない. そこで画像合成による擬似的なシャッタース
ピード効果によって手軽にペンライトアート写真を撮影できるアプリケーションである ”ChemicalWrite”
を提案する. その後, この手法を実装したアプリケーションを開発し, それを動作させた結果および考察と展望を述べる.

Suggestion of Light Painting Photography Application”ChemicalWrite” by Pseudo Shutter Speed Eﬀect by ImageComposition
Hiroki Inoue†1

Hiroki Ikeda†1

Shogo Takada†1 Nanako Tanaka†1
Kumiko Kushiyama†1

Shiori Hidaka†1

Abstract: You must clear the limitation of machine parts and the when and where to take a light painting
photograph, so it cannot be said that you can photograph it easily. Therefore we suggest ”ChemicalWrite”
which is an application to photograph a light painting photograph by the software image composition witheven the camera which cannot coordinate shutter speed.

1. はじめに
夜暗い場所で, シャッタースピードを長くする長時間露光撮影ができるカメラを用いて, 発光するペンライトを持ち, 撮影中にそのペンライトを動かすことで, 図 1 のように, 夜空に絵を描いたかのような写真を撮ることができる.
これを, ”ペンライトアート”, ”ライトペインティング” 等と呼ぶ. イルミネーションを自分で描いているような, 大変魅力的な表現方法であるが, この写真を撮るためには, カ
メラ機材の制約, 時間と場所の制約, の 2 つの制約をクリアしなければならない.

図 1

ペンライトアート写真の一例 [6]まず, カメラ機材の制約とは, シャッタースピードを調整†1

し, 長時間露光撮影ができるカメラを使用する必要がある
現在，首都大学東京 システムデザイン学部
Presently with The Faculty of System Design, Tokyo
Metropolitan Uniersity© 2015 Information Processing Society of Japanということである. 現在一般に広く普及している家庭用のコンパクトデジタルカメラは, シャッタースピードの変更

590

が自由にできない物が多く, 精度の高いペンライトアート
写真を撮影するためには高価な一眼レフカメラなどを使用することが必須である. このため, どんな人でもペンライ
トアート写真を気軽に撮影できるとは言えない.

3. 手法
シャッタースピードを長くし, 長時間露光, 即ちシャッ
ターを長時間開けている状態で写真を撮影すると, 明るい

次に, 時間と場所の制約とは, ペンライトの光を抽出する

部分の動きが軌跡のように残り, 逆に暗い部分は明るい部ために暗い場所で撮影する必要があるということである.

分に隠れて見えなくなる. そこで, この効果を Web カメラ

そのためには, 夜間に撮影するか, 昼間でも部屋を暗くしてで再現するために, 以下で説明する手法を用いた.

撮影するなどの工夫が必要になるが, それでは気軽にいつでもどこでも撮影できるとは言えない.

3.1 画像の処理方法

また, 以上の二つの制約をクリアしペンライトアートをまず, カメラを用いて動画を撮影し, 動画を撮影してい撮影することができたとしても, ただの懐中電灯の光のみる間にペンライトを動かす. その動画のデータを撮影と同で描画するのではアートとして味気ないと感じるかもしれ時に取り込む際に, 最初の 1 フレームの画像のデータはそない. そこで, 多くの場合はアーティストのライブなどでのままバッファに保存する. そして次のフレームの画像を使われるケミカルライトや LED ペンライトなどの色がつ得たら, 前のフレームの画像と次のフレームの画像に対し,いた安価なライトを用意したり, セロハンを被せて色を付以下で説明する画像合成処理を行い, その結果を現在のフける等の工夫が必要である. 撮影のためにこれらを準備しレームの画像としてバッファに保存する. 続いて次のフなければならないということも, ペンライトアート写真にレームの画像を得ると, 前回の合成結果の画像と今回得た”手間のかかる撮影手法” という印象を抱く要因になって画像に対して同一の手法による画像合成を行い, その結果いると言える.

を現在のフレームとしてバッファに保存する. 画像の撮影

このアプリケーションが実現すれば, パソコンに内蔵さ中はこれらのステップを繰り返し, ユーザによる操作で撮れた Web カメラと, スマートフォンのライト等の白色（単影が終了すると, 最後にバッファに保存されている合成結色）の光源のみを用いてペンライトアート写真を撮影する

果を最終的な結果として出力する.

ことができる. つまり, 高機能なカメラや, 色の違う複数のここでは動画撮影中にリアルタイムで合成処理を行う手ケミカルライトやペンライトを用意しなくても, 気軽にペ法を述べたが, 動画を撮影した後にそれを取り込んで合成

ンライトアート写真を楽しむことができるようになるので処理をまとめて行うことも可能である.

ある.

2. 関連研究3.2 画像合成の方法
フレーム毎に処理する画像合成の方法を述べる. 前の画本研究と同様に, ペンライトアートを楽しむことを目指像と現在の画像に対し, 比較明合成 (図 2) と呼ばれる手法した関連研究を紹介する. ”夜空におえかき” *1 は 2012 年

で画像合成処理を施す. 画像のデータは縦と横にそれぞれにタカラトミーアーツが開発した, 専用のマルチペンライRGB の成分を持つピクセルの集合体として取り扱う. 前のト（有料）を併用することでペンライトアートを画像とし画像と現在の画像でそれぞれ同一の位置にあるピクセルをて残すことができる iOS アプリである. この夜空におえか取得し, そのピクセルの明度を比較する. そこで明度の高きは, iPhone や iPad 等のカメラで撮影できるという点で,い方のピクセルが, 新たに生成される合成画像における同手軽にペンライトアート写真を体験することを可能にした.

位置でのピクセルとなる. この明度による比較を, 前の画また手軽に擬似的なシャッタースピード効果を与えるこ像及び現在の画像の全てのピクセルに対して行う. このよとを目指した関連研究についても同様に紹介する. ”Sirius-

うにすることで明度の高い部分を合成結果に継続的に残すComp” *2 は, 夜空に向けられたデジタルスチルカメラにことができる. 結果として光の動きの軌道を画像上に表すより 30 分程度連続撮影された複数の写真を比較明合成すことが可能となる.

ることにより, 星の軌跡が描かれた１枚の画像を作りだすことができる, Windows で動作するフリーソフトである.
本研究では, 専用マルチペンライトや, デジタルスチルカメラのような特別なデバイスを用いずに, ペンライトアート写真を作成することが出来るアプリケーション”ChemicalWrite” を提案する.

3.3 光へ色を付加する方法
カメラで撮って得られた画像上では, 光はほぼ真っ白な白色として写ることに着目した.
まず, 画像上の白色 (RGB: 255, 255, 255) 及びそれに近い色の部分を抽出する. 次に, 抽出した部分のみを切り離して (白い部分以外はアルファとする), 2 つのバッファに*1*2

https://itunes.apple.com/jp/app/ye-kongnioekaki/
id567026892
http://phaku.net/siriuscomp/© 2015 Information Processing Society of Japan

保存する. 1 つ目のバッファは, 白い部分全体を光の色に塗りつぶし, その後ぼかし処理をかける. 2 つ目のバッファ591

図 3開発したアプリを実行している様子のスクリーンショット

5. 考察および展望
本稿では, ソフトウェア側で画像処理を行うことで, 一般的なカメラでも簡易的にペンライトアートの撮影ができるシステムを開発した. さらに, カメラとソフトウェアの一体化, ソフトウェア上での光の色の編集を可能にしたことにより, 多彩な表現には専用のマルチペンライトが必要な ”
夜空におえかき”, またカメラで撮ったデータをソフトウェアに移動させなければならない”siriuscomp” との差別化も図った. このシステムではコンピュータやスマートフォンの端末さえあればペンライトアートの撮影ができるため,今後より一層ペンライトアートによるアート作品が広まることが期待される.
今後の展望としては, 大文字焼が見える場所にスマートフォンをかざすことにより, 画面上に仮想の大文字焼が表示され, それをライトでなぞることによりペンライトアー
トとしての大文字焼が制作されるような, AR アプリとの併用, または, 暗く電波の届かない地下での工事作業中でのコミュニケーションツールとしての活用など, ペンライト
図 2

比較明合成

アートでの表現をアートで終わらせず, 実用的なツールとして活用するといった期待ができる.

は, ぼかし処理を行うが, 1 つ目のバッファのぼかし半径を参考文献

超えないように控えめにかける. 最後に, 元の画像, 1 つ目[1]のバッファ, 2 つ目のバッファの順に画像を重ねて, 最終的な画像を得る.

4. 結果

[2]

本稿では, 前述した手法を OpenFrameworks を用いて実装し, Web カメラでペンライトアート写真を撮影できるアプリケーションを開発した. 以下にそのスクリーンショッ
トを示す.
これにより, ペンライトアート写真を Web カメラを用いて生成することができた.

© 2015 Information Processing Society of Japan

[3]
[4]
[5]

王丹青 馬場哲晃 串山久美子, オタ. スター：ライブエン
ターテインメントのためのスマートフォンを使用したライトペン型アプリケーションの制作, 情報処理学会 イン
タラクション 2014, pp.377-380 (2014).
夜空におえかき — スペシャルサイト — タカラトミー
アーツ (参照日:2014.12.11)
http://www.takaratomy-arts.co.jp/specials/
oekaki/
SiriusComp (参照日:2014.12.19)
http://phaku.net/siriuscomp/
風の落書き 〜夜景へのいざない〜 (参照日:2014.12.08)
http://www.el-wind.info/
Photoshop の描画モード (ブレンドモード) を理解する
ための、画像合成は計算だという話 — 俺 CG 屋 (参照日:2014.12.15)
http://www.cg-ya.net/2dcg/aboutimage/

592

[6]

composite-is-math/RobertKnappPhotographer
http://www.
modernartphotograph.com, Painted Light Portrait(2010). (参照日: 2014.12.19)
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:
Painted_Light_Portrait.jpg© 2015 Information Processing Society of Japan593