[&] SIGGRAPH 2013 (day1) Papers Fast Forward

SIGGRAPH Technical Papers Fast Forward

■今年の SIGGRAPH 論文の印象

●ファブ系、3Dプリンタ向けのツールやアルゴリズムが台頭
3Dプリンタ技術そのものではなくて、それらを支える3DCGの技術やアルゴリズム
●コンピュータパワーが得られたのでデータドリブンの手法を使い始めた
●フェイクじゃなくて物理現象を突き詰めたものが人気
●Kinect 登場で研究が大きく変わった事柄がいくつもあり
●カメラ系ディスプレイ系などハードウェアものは、まだまだ未開拓の分野
●手書きものと動画系は、ニーズを実現する研究成果
●メッシュやレンダリング研究分野は新規のブレイクスルーは無い

■今年、第一印象でスゴイ！これは便利と思った論文９本

★Interpreting Concept Sketches
プロダクトデザインのラフスケッチから形状の操作や移動、動きをも三次元表現する手法



★Edge-Aware Point Set Resampling
3Dスキャナで取得したポイントクラウドのエッジ（角）をうまく高精度にする方法
http://web.siat.ac.cn/~huihuang/EAR/EAR_page.html


★Structure-Aware Hair Capture
映像キャプチャから生成する、超リアルな髪の毛表現



★Make It Stand: Balancing Shapes for 3D Fabrication
へんてこな格好でもちゃんと地面に立つオブジェトを生成。まさに3Dプリンタフィギア用！
http://igl.ethz.ch/projects/make-it-stand/


★Parsing Sewing Patterns Into 3D Garments
ある洋服の型紙パターンから、同じ人にあった違う服のパターンを自動生成する方法
http://vis.berkeley.edu/papers/clopat/


★RealBrush: Painting with Examples of Physical Media
水彩絵で描いたストロークを描画サンプルとして、デジタル描画する技術
http://www.cs.princeton.edu/~jingwanl/RealBrush/realbrush.htm


★Depicting Stylized Materials with Vector Shade Trees
スケッチ描画に適切にグラデーション表現を描く手法
http://www-sop.inria.fr/reves/Basilic/2013/LPBAD13/


★OpenFab: A Programmable Pipeline for Multi-Material Fabrication
ファブリケーションにおける3Dプリンタ活用のプログラマブルなパイプラインの提案
http://vidimce.org/publications/openfab/


★Worst-Case Structural Analysis
3Dプリントの落下テストで壊れたものの構造を解析し、壊れやすい部分、構造をあらかじめ指摘する手法
http://www.cs.nyu.edu/~qnzhou/projects/StructAys/


■論文関連リンク集

●論文紹介公式ビデオ（ダイジェスト）


●SIGGRAPH 2013 全論文リンク集（非公式）
http://kesen.realtimerendering.com/sig2013.html

●SIGGRAPH 2013 論文の最初の一ページ集（公式）PDF 44MB
http://s2013.siggraph.org/sites/default/files/firstpages-lores.pdf

※以下、FastForward のメモ。発表が斬新すぎて、中身が解らないものも。
英語タイトルと日本語メモがずれている箇所があるかもしれません。
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Geometry & Topology

■ An Efficient Computation of Handle and Tunnel Loops via Reeb Graphs
穴が空いているモデルのトポロジー解決

■Robust Inside-Outside Segmentation using Generalized Winding Numbers
モデルのつなぎ目が汚くなるのを解決

■Putting Holes in Holey Geometry: Topology Change for Arbitrary Surfaces
物体の重なりや穴を考慮したジオメトリ構造

■MeshGit: Diffing and merging meshes for polygonal modeling
メッシュを滑らかにする手法

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Color & Compositing

■User-Assisted Image Compositing for Photographic Lighting
一つのライトの画像を複数合成して、全体的なライティングを

■Probabilistic Color-by-Numbers: Suggesting Pattern Colorizations Using Factor Graphs
きつい色合いを柔らかな色合いに。

■Optimizing Color Consistency in Photo Collections
大量の写真からキーとなる写真の色に全体の色合いを合わせる方法

■Example-Based Video Color Grading
映画の中のカラースペースを検出し、色合いを変更する

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Faces & Hands

■Online Modeling For Realtime Facial Animation
Kinect を活用して、顔の動きをアバターの動きに

■3D Shape Regression for Real-time Facial Animation
顔のモーションキャプチャをマーカー無しWebカメラだけで実現する方法

■Realtime Facial Animation with On-the-fly Correctives
恐怖映画っぽい顔モーションキャプチャー

■Video-based Hand Manipulation Capture Through Composite Motion Control
ビデオ撮影から解析するモーションキャプチャー

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Computational Light Capture

■Femto-Photography: Capturing and Visualizing the Propagation of Light
光を照射してキャプチャ

■Low-budget Transient Imaging using Photonic Mixer Devices
複数物体の影響による、光の影響？

■High-Quality Computational Imaging Through Simple Lenses
より高精細に撮影できるシンプルなレンズの提案

★■Compressive Light Field Photography using Overcomplete Dictionaries and Optimized Projections
カメラに光学マスクを重ねることによって、複数の視点からの同時撮影を実現

■A Reconfigurable Camera Add-On for High-Dynamic-Range, Multi-Spectral, Polarization, and Light-Field Imaging
HDRやカラーフィルターの切り替えなどを自動的に実現するレンズ

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Rods & Shells

■Super Space Clothoids
細くてぐるぐるしているバネや髪の毛、植物のツルのようなものの描画

■Thin Skin Elastodynamics
皮や布などのしわ表現

■Embedded Thin Shells for Wrinkle Simulation
紙を折り続けた時のしわ表現

■Folding and Crumpling Adaptive Sheets
紙が破れる時の破断面の表現

■Adaptive Fracture Simulation of Multi-Layered Thin Plates
？？

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Line Drawing

■Handwriting Beautification Using Token Means
手書きの形の意味表現

■Real-Time Drawing Assistance Through Crowdsourcing
手書きスケッチを整える

■Style and Abstraction in Portrait Sketching
写真から、スケッチ風の画像、ストロークを生成する手法

■Topology-Driven Vectorization of Clean Line Drawings
スキャンからベクタライズする際のトポロジー解析

★■Interpreting Concept Sketches
プロダクトデザインのスケッチから形状の操作や移動、動きを考慮する手法

■Stereoscopic 3D Line Drawing
両目を考慮した立体視描画手法

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Perception

■Exposing Photo Manipulation with Inconsistent Shadows
写真の影を解析することで写真が合成写真かどうかを調べる技術

■Gloss Perception in Painterly and Cartoon Rendering
画家の筆のタッチを解析し、その画家っぽい絵を描く方法

■Perception of Perspective Distortions in Image-Based Rendering
イメージベーストで、複数カメラから撮影したかのような映像を生成

■Understanding the Role of Phase Function in Translucent Appearance
半透明の物体の質感を選ぶ方法？

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Surfaces & Differential Geometry

■Globally Optimal Direction Fields
麦わらら帽子のようなメッシュの端をシンプルに扱う

■Geodesics in Heat: A New Approach to Computing Distance Based on Heat Flow
メッシュ構造を的確に分割して並行レンダリングできるように

■Weighted Averages on Surfaces
重さを考えたサーフェースの扱い

■Robust Fairing via Conformal Curvature Flow
ロバストさを持った、ガタガタの表面を滑らかにする手法

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Fluid Grids & Meshes

■Subspace Fluid Re-Simulation
ゆっくり動く煙、素早く動く煙、スピードを考慮したもの

■Synthesizing Waves From Animated Height Fields
複数領域に分けた流体の解析、影響領域のみを詳細に計算

■A New Grid Structure for Domain Extension
コントロールポイントを設定した流体

■Simulating Liquids and Solid-Liquid Interactions with Lagrangian Meshes
流体と固体両方の四ミューレーション

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Points

★■Edge-Aware Point Set Resampling
3Dスキャナで取得したポイントクラウドのエッジをうまく高精度にする方法

■Mesh Denoising Via L0 Minimization
表面がざらざらしたオブジェクトデータを滑らかにする方法。かつエッジを立てる方法

■L1-Medial Skeleton of Point Cloud
3Dスキャンしたポイントクラウドから物体の骨格を解析する方法

■Semantic Decomposition and Reconstruction of Residential Scenes from LiDAR Data
スキャンした点集合から、オブジェクト一個一個を解析する

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Shape Analysis

■Co-Hierarchical Analysis of Shape Structures
遺伝的階層構造を解析して、似たような三次元形状を見つけ出す方法

■Learning Part-based Templates from Large Collections of 3D Shapes
物体の構造を知った上で、サイズを適切に変更する方法。椅子の幅を変えたり。

■Qualitative Organization of Collections of Shapes via Quartet Analysis
似たような三次元オブジェクトを物と物のペアからあたらしく生成する方法

■Map-Based Exploration of Intrinsic Shape Differences and Variability
？？

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Voxels & Liquids

■VDB: High-Resolution Sparse Volumes With Dynamic Topology
VDBハイレゾリューションのボクセル手法 Dream Works で利用しているもの

■A Two-Continua Approach to Eulerian Simulation of Water Spray
流体計算はとてもコストがかかる。これを助ける手法。詳細は不明。

■Liquid Surface Tracking with Error Compensation
流体の計算にパーリンノイズを活用する方法

■Closest Point Turbulence for Liquid Surfaces

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Data-Driven Animation

■Non-Polynomial Galerkin Projection on Deforming Meshes
元データに計算を加えることで、少ないデーtあで計算できる手法

■Near-exhaustive Precomputation of Secondary Cloth Effects
毎回計算するモーションデータではなく、参照型のデータベースによる省力化

■Modeling Friction and Air Effects between Cloth and Deformable Bodies
モデルと服の間に空気があることを考慮した上での、スムーズなクロースシミュレーション

Flow recognition
交通、渋滞をしミューレーションするモデル。

■Dynamic-Element Textures
少数のキャプチャから、大量のキャプチャデータを自動生成
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Video & Warping

■Automated Video Looping with Progressive Dynamism
ビデオの中で動いている部分、色の変化する部分に着目

★■Bundled Camera Paths for Video Stabilization
ソフトウェアによるスタビライザー機能。画像が歪まないのが今までより良いところ。

★■Rectangling Panoramic Images via Warping
パノラマ写真を適切に引き延ばす方法

■Phase-based Video Motion Processing
止まっている画像から、動画のようなわずかな動きのノイズを載せる方法

■Depth Synthesis and Local Warps for Plausible Image-based Navigation
複数方向からの画像を活用して、欠けている部分を表示

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Image-Based Reconstruction
Scene Reconstruction From High Spatio-Angular Resolution Light Fields
■
写真を手書きに生かす。
■Image-Based Reconstruction and Synthesis of Dense Foliage
必ず表示されるイメージ？

★■Dynamic Hair Manipulation in Images and Videos
ダイナミックに動く髪の毛表現

★■Structure-Aware Hair Capture
キャプチャから超リアルな髪の毛表現

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Design & Authoring

★■Make It Stand: Balancing Shapes for 3D Fabrication
へんてこな格好でもちゃんと地面に立つオブジェトを生成。3Dプリンタ用！

■Computational Design of Actuated Deformable Characters
3Dプリンタで生成したオブジェクト、くにゃくにゃ動かしても適切な形を生成

■Computational Design of Mechanical Characters
3Dプリンタで動く機構を生成する手法

■Interactive Authoring of Simulation-Ready Plants
適切な樹木の堅さを考慮した上でのスムーズな動きを表現

★■Parsing Sewing Patterns Into 3D Garments
ある洋服のパターンから、同じ人にあった違う服のパターンを自動生成する方法

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Building Structures & Layouts

■Designing Unreinforced Masonry Models
構造物の構造計算をしたうえで、どのオブジェクトで構造が持っているのかを解析

■Computing Self-Supporting Surfaces By Regular Triangulation
基本構造に物体を拡張する手法

■On the Equilibrium of Simplicial Masonry Structures
既存の構造物にかかっている力関係を解析して、力のダイアグラムを抽出する方法

■Reciprocal Frame Structures Made Easy
繰り返し構造を目的の形状に合わせて、自動生成する方法。強度も十分。

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Global Illumination

■Adaptive Progressive Photon Mapping
ノイズの少ないプログレッシブレンダリング

■Gradient-Domain Metropolis Light Transport
？？

■Axis-Aligned Filtering for Interactive Physically Based Diffuse Indirect Lighting
リアルタイム計算可能な手法

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Quads & Meshing

■Sketch-Based Generation and Editing of Quad Meshes
手書きスケッチを活用したメッシュ分割手法

■Integer-Grid Maps for Reliable Quad Meshing
メッシュの単純化アルゴリズム

■Particle-Based Anisotropic Surface Meshing
？？

■Anisotropic Delaunay Meshes of Surfaces
物体を引き延ばした時に不自然にメッシュが伸びるのを解消？

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Advanced Rendering

■A4: Asynchronous Adaptive Anti-Aliasing Using Shared Memory
CPUとGPUの計算量の分割方法

■High-Resolution Sparse Voxel DAGs
ボクセルジオメトリを距離によって詳細度をコントロールする手法

■5D Covariance Tracing for Efficient Depth of Field and Motion Blur
モンテカルロ手法よりはっきりと描画できる方法

■Spectral Appearance Changes Induced by Light Exposure
コルクボードについた日焼け跡のような表現
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Water & Snow With Particles

■A Material-Point Method for Snow Simulation
雪のパラバラとした表現。雪だるまを作るときとか

■Highly Adaptive Liquid Simulations on Tetrahedral Meshes
メッシュの細かさによって、計算精度をコントロールする手法

■Position-Based Fluids
水鉄砲ののような流体をシミュレーション

■Reconstructing Surfaces of Particle-Based Fluids Using Ansotropic Kernels
ドロドロしたものの流体シミューレーション？

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Deformation & Distortion

■Controlled-Distortion Constrained Global Parametrization
物体を引き延ばした時のひずみを無くす方法

■Injective and Bounded Distortion Mappings in 3D
形状をゆがめた時に生じる不整合を適切に修正

■Subspace Integration With Local Deformations
？？

■Planar Shape Interpolation with Bounded Distortion
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Materials

■A Practical Microcylinder Appearance Model for Cloth Rendering

■Microclynder?
布の表現をその素材を考慮した上での表現。

■Acquiring Reflectance and Shape From Continuous Spherical Harmonic Illumination
３６０度撮影

■Practical SVBRDF Capture in the Frequency Domain
？？

■OpenSurfaces: A Richly Annotated Catalog of Surface Appearance
オブジェクトを数万種類の既存カタログに分類して活用？

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Surface Reconstruction

■Screened Poisson-Surface Reconstruction
データーフィッティグの高速化手法

■A Benchmark for Surface Reconstruction
メッシュ構造のベンチマーク手法　reconbench.org

■Dense Scene Reconstruction with Points of Interest
kinect センサーで撮影しまくって、ディテールを再現する方法

■Scalable Real-time Volumetric Surface Reconstruction
スタートレックのトリコーダー風の Kinect 活用？

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Sounds & Solids

■Wave-Based Sound Propagation in Large Open Scenes using an Equivalent Source Formulation
ヘリコプター音や、金の音などばオブジェクトに遮られることでこもった音になるのを再現

■Example-Guided Physically Based Modal Sound Synthesis
サンプルベースの類似音表現

■Eulerian-on-Lagrangian Simulation
？？

■Radial View Based Culling for Continuous Self-Collision Detection of Skeletal Models
？？

■Real Time Dynamic Fracture with Volumetric Approximate Convex Decompositions
リアルタイムで、物を壊した時の音表現

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Artistic Rendering & Stylization

■Painting by Feature: Texture Boundaries for Example-based Image Creation
象の顔に目を追加。？？

★■RealBrush: Painting with Examples of Physical Media
水彩絵で書いたものを描画サンプルとして、デジタル描画する技術

★■Depicting Stylized Materials with Vector Shade Trees
スケッチ描画に適切にグラデーション表現する手法

■Stylizing Animation By Example
2D表現アニメーションの中割り画像を適切に生成する手法

■Opacity Optimization for 3D Line Fields
3Dの線を適切な量、表現する手法

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Structures, Faces & Building

■Layered Analysis of Irregular Facades via Symmetry Maximization
ビルの窓などを適切にコピーし、増やす方法

■Procedural Facade Variations from a Single Layout
様々なパターンのビル窓を造成する方法

■Generating and Exploring Good Building Layouts
ビルの構造の増減を調整しつつ、破綻しない方法

■Sketch2Scene: Sketch-Based Co-Retrieval and Co-Placement of 3D Models
雑にスケッチしたものから、適切な3Dイメージを生成する方法

■O-Snap: Optimization-Based Snapping for Modeling Architecture
写真から、三次元形状を自動生成、自動修正

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Skinning & Deformation

■Two-Layer Sparse Compression of Dense-Weight Blend Skinning
スキニングの動きを、ポイントを絞って高速計算。

■Implicit Skinning: Real-Time Skin Deformation with Contact Modeling
？？

■*Cages: A multi-level, multi-cage based system for mesh deformation
メッシュの単純化？

■Cubic Mean Value Coordinates
画像から単純構造の抽出。

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Sampling

■Line Segment Sampling with Blue-Noise Properties
??

■Blue Noise Sampling with Controlled Aliasing
ブルーノイズサンプリング手法

■Gap Processing for Adaptive Maximal Poisson-Disk Sampling
オブジェクトの中の不整合部分を見つけ出す

■Fourier Analysis of Stochastic Sampling Strategies for Assessing Bias and Variance in Integration
？？

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Surface Modeling

■Toric Degenerations of Bezier Patches
なし

■A Unified Interpolary Subdivision Scheme for Quadrilateral Meshes
数角形の分割方法

■A Gradient-Based Implicit Blend
？？

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Precomputed Rendering

■Path-Space Manipulation of Physically-Based Light Transport
光のコントロールができるレンダリング手法

■Interactive Albedo Editing in Path-Traced Volumetric Materials
質感をあらかじめレンダリングしておき、色は後で付加できる方法

■Global Illumination with Radiance Regression Functions
ダイレクトライトを考慮した、高速レンダリング手法

■Modular Flux Transfer: Efficient Rendering of High-Resolution Volumes with Repeated Structures
布のボリューム構造で類似したものをいくつかに分けて計算して省力化
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Display Hardware

■Adaptive Image Synthesis for Compressive Displays
？？

■Content-adaptive Lenticular Prints
2視点からのレンチキュラープリント

■3D + 2D TV: 3D Displays With no Cohosting for Viewers Without Glasses
眼鏡無し エアーの放出で、フィードバックを感じられるテレビ

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3D Printing

★■Spec2Fab: A Reducer-Tuner Model for Translating Specifications to 3D Prints
ファブアルゴリズムの単純化とパイプライン化

★■OpenFab: A Programmable Pipeline for Multi-Material Fabrication
ファブのプログラマブルなパイプラインの提案

★■Worst-Case Structural Analysis
3Dプリントして壊れたものの構造を解析し、壊れやすい部分、構造をあらかじめ指摘する手法

■InfraStructs：Fabricating Information Inside Physical Objects for Imaging in the Terahertz Region
マトリックススキャン？3Dウォーターマーク？わからなかった。

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Hardware Rendering

■A Hardware Unit for Fast SAH-optimised BVH Construction
BVHのモーションキャプチャデータをハードウェア最適化する方法

■Cardinality-Constrained Texture Filtering
???

■Analytic Displacement Mapping Using Hardware Tessellation
解像度フリーのハードウェアテセレーション

■A Sort-Based Deferred Shading Architecture for Decoupled Sampling
モーションブラー、被写界深度の新手法
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Laplacians, Light Field & Layouts

■Efficient Preconditioning of Laplacian Matrices for Computer Graphics
？？

★■Near-Invariant Blur for Depth and 2D Motion via Time-Varying Light Field Analysis
デフォーカスと、ブラーを除去するカメラ

■Terrain Generation Using Procedural Models Based on Hydrology
地形生成手法

■Synthesis of Tiled Patterns using Factor Graphs
サンプルパターンからの生成。流行の Dump Ways to Die を歌いながらの発表
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Appearance Fabrication

■Fabricating BRDFs at High Spatial Resolution Using Wave Optics
BRDF 活用したネガティブオブエジェクトの生成

■Bi-Scale Appearance Fabrication
？？

■Fabricating Translucent Materials Using Continuous Pigment Mixtures
石けんなどの質感表現。物体の解析結果を反映するもの。

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