プロシージャル技術とは

MYT-Lab. since 2002

What is procedural technology ?

創造性マイニングとしてのプロシージャル技術
Procedural Technology for Creativity Mining

背景Backgroundハードウェアの進化にともない，CG 映像制作に⽤いる形状モデルや物体表⾯のテクスチャなどのデジタルコンテンツの彫刻や絵画の制作では⾼度なスキルが要求されますが , プロシージャル技術ではそのようなスキルは問われません．

詳細度が⾼まっています．しかしながら，⾼精細なモデリングは⾮常に⼿間のかかる作業となります．したがって，コンテンツを効率的に制作するための，コンピュータを⽤いた⼿続き的な⼿法（プロシージャル技術）が重要となります．

また , プロシージャル技術ではたくさんのバリエーションを⼿間なく短時間で得ることができるため , ラピッドプロトタイピングのツールとして位置づけることができます．⼀般的に , デザインプロセスには制作物への内省が含⼿続き的な⼿法を⽤いることで，たくさんの種類のコンテンツをパラメータを変更するだけで作ることができます．すな

まれます．すなわち , デザイナやアーティストは制作物との対話を重ねて作品を仕上げていきます．プロシージャ
ル技術では , この内省プロセスを形式知として残すことができ , 制作物のアイデアをスクリプトのような形態で他

わち，プロシージャルなモデリング⼿法やテクスチャ⽣成法は，コンテンツを（半）⾃動的に⽣成することができます．
⽣成するコンテンツの詳細度は⽤途に合わせて調整することもできます．これらの特⻑は，コンテンツ制作のコスト削減に多⼤に寄与します．
As the hardware performance of computers improves, there is a greater need to provide more detailed production of 3Dmodels including surface textures. However, the modeling process is tedious if done manually. Therefore, it is important togenerate the contents procedurally or automatically to eﬃciently produce such models.
By doing so, the generated models can have various patterns that easily change their parameters. In other words, procedural
modeling and texturing can generate graphical contents either automatically or semi-automatically. Moreover, the details of
the generated model can be controlled by manipulating its parameters. These advantages significantly reduce theproduction
cost.

１回繰り返す1st iteration

プロシージャル技術は , 以上のような⽀援技術としてだけではなく , 創造性マイニングにも活⽤できます．⾃分の⾁体的な限界を超えたラピッドプロトタイピングツールとしてのプロシージャル技術は , ユーザの思考や興味を促
進し , ⾃⾝の隠された創造性に気づかせることがあります．たとえば , 加賀友禅のデザイン⽀援システムでは , 詳
細な模様はコンピュータで⾃動⽣成しており , ユーザはプロの技を参考にしながら効率的にデザインを学ぶことがRealできます．すなわち , プロシージャル技術はアクティブラーニングのツールとして位置づけることができます．

It is obvious that physical skill hurdles are required to embody one’s image on a drawing or sculpting material. A mastery of drawing, painting, or modeling skills is
required to create better works that are more durable. Because of procedural technology, it is possible to realize the idea of content, even when a user’s drawing ormodeling skill is not adequate.
Procedural technology also accelerates the design process because the modified version of content is immediately generated by changing only parameters, and noeﬀort is required. In other words, procedural technology is to an extent a rapid prototyping tool for content design. In general, the design process includes
reflecting on the output. A designer improves one’s work through introspection and quiet thinking while working. Unlike physical drawing and modeling,procedural technology can explicitly archive the design process. This is a significant advantage of procedural technology. Procedural technology also enables
designers to share ideas for content design with others, and to inherit a design process, by means of a readable human script or in a form that is accepted as
explicit knowledge.

⼿続き的な⼿法で⽊を描く
Draw a tree procedurally

基本のパターン
Basic Pattern

者に伝え , シェアすることが可能になります．これはプロシージャル技術の⼤きなメリットのひとつでもあります．

２回繰り返す2nd iteration

In addition to supporting a users’ creative activity, procedural technology also mines one’s creativity. Because of a rapid prototyping tool for content design, users
are motivated to create content that are independent of one’s physical skills. This enables users to discover or nurture their hidden creativity. For example, in thedesign support system for kimono patterns, the user designs the outline of a pattern and specifies plant types to be drawn, and the system then automaticallygenerates detailed kimono patterns. As a result, the user can eﬃciently design patterns that are comparable to professional artworks, and learn the design methodin the process. In this case, the system works as a tool to realize active learning of the kimono design process.

⻑所・短所Pros & Cons
プロシージャル技術には，コンテンツ制作に対して以下のような利点があります．
(1) コンテンツの圧縮：コンテンツをプログラムで表現するため，固定的で膨⼤なコンテンツデータを制作し蓄積しておかなくても，必要な時に求められた⼤きさのデータを⽣成できます．すなわち，コンテンツの圧縮に相当します．
(2) 多くのバリエーション：パラメータの変更で，⼿間をかけずに多様なコンテンツを得ることができます．アルゴリズム次第では，ほぼ無限のコンテンツを⽣成できます．
(3) ⼿間の削減：パラメータを調整するだけで，⼿間のかかる制作作業をコンピュータに任せることができます．
(4) 詳細度の制御：必要な画⾯の⼤きさや解像度に合わせて出⼒するコンテンツの詳細度を⾃在に制御でき，適切な粒度での制作が可能です．
(5) コンテンツの再利⽤：別な応⽤場⾯でのコンテンツの再利⽤時に，柔軟な対応が可能です．すなわち，再利⽤の場⾯に合わせてパラメータを調整し，新たなコンテンツを制作することができます．
(6) 超絶的な描画能⼒：⼈の⼿では描けないような微細な形状や膨⼤な量のコンテンツを，コンピュータで⾃動的に⽣成することが可能です．また，描画スキルなどに左右されず，均質かつ良質なコンテンツを得ることができます．
⼀⽅で，以下のような課題が残されています．
(1) 設計の困難さ：アーティストやデザイナが直接デザインするコンテンツとは異なり，開発者が使⽤場⾯を理解し，そのコンテンツの特徴をアルゴリズムとして設計・実装する必要があります．
(2) 試⾏の煩雑さ：実装したアルゴリズムが希望のコンテンツを⽣成可能かどうかの検証には，その都度プログラムを実⾏し確認する必要があります．
(3) 時間がかかる：コンテンツの⽣成には計算時間を要します．⽣成に時間がかかるようだと，プロシージャル技術を⽤いるメリットも⼩さくなります．
Procedural technology has the following advantages where content creation is concerned:(1) Content compression: Procedural technology generates contents algorithmically and not manually. That is, contents are generated on demand as opposed to large quantities of data being stored in advance.
(2) Unlimited content: A variety of content is obtained only by changing parameters. According to the algorithm, unlimited variations will be generated.
(3) Minimized eﬀort: Once a user specifies parameters to obtain the intended content, the procedure automatically generates models or patterns. This leads to reduced production cost.
(4) Controlling level of detail: It is easy to control the level of detail of the content as desired based on the resolution of an image. This is an advantage when expressing extensively complex scenes.
(5) Content reuse: Procedural technology has the capability to reuse the contents for other scenes.
(6) Good representation: It is possible to generate very detailed geometric models and large quantities of content which cannot be realized manually.
Meanwhile, procedural technology has the following issues:(1) Indirect design: Unlike direct content creation, a programmer should design and implement the algorithm to create the intended content.
(2) Trial and error: By running the program, a programmer should verify whether the program generates the intended content or not.
(3) Time consuming: In general, contents are generated procedurally in a short time. The merit for using procedural technology becomes small if the process takes a lot of time.