AR based Ornament Design System for 3D Printing

3D プリンタでの出力を目的としたARインタフェースによるオーナーメントデザインシステム
AR based Ornament Design System for 3D Printing


Abstract

In recent years, 3D printers have become popular as a means of outputting geometries designed on CAD or 3D graphics systems. However, the complex user interfaces of standard 3D software can make it difficult for ordinary consumers to design their own ob-jects. Furthermore, models designed on 3D graphics software often have geometrical problems that make them impossible to output on a 3D printer. We propose a novel AR (augmented reality) 3D modeling system with an air-spray like interface. We also propose a new data structure (octet voxel) for representing designed models in such a way that the model is guaranteed to be a complete solid. The target shape is based on a regular polyhedron, and the octet voxel representation is suitable for designing geometrical objects having the same symmetries as the base regular polyhedron. Finally, we conducted a user test and confirmed that users can intuitively design their own ornaments in a short time with a simple user interface.

概要

近年,3DCG をアウトプットする手段として 3D プリンタの利用が広がりつつある.しかし,旧来の 3DCG モデリングシステムでは,3DCG モデリングの技術を持たない一般の消費者が 3D プリンティングのための調整作業を行うことや,望む形状を自分でデザインすることには困難が伴う.そこで本研究では,角錐ボクセルという新しいデータ構造に基づき,幾何学的パターンや対称性を持った正多面体ベースのオーナーメント(装飾品・オブジェ)を容易に作成できる3DCG モデリングシステムを提案する.また,操作インタフェースには拡張現実(AR)を導入し,ユーザの手の動きを操作に直接取り入れることで,ユーザビリティの向上を図る.また,3D プリンタでの出力を前提とし,本システムで作成したオーナーメントモデルを,特別な修正作業を介さずにスムーズに 3D プリンティングを行えることを確認した.最終的には,開発したシステムのユーザテストを実施し,正多面体ベースのオーナーメントのモデルを手軽に短時間で作成できること,AR インタフェースの操作性に多くの課題があることを確認した.

Video


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Publication

  • Hiroshi Aoki, Jun Mitani, Yoshihiro Kanamori and Yukio Fukui, "AR based Ornament Design System for 3D Printing", Journal of Computational Design and Engineering, to appear.

  • 青木紘史・三谷純・金森由博・福井幸男, 3Dプリンタでの出力を目的としたARインタフェースによるオーナメントデザインシステム, 映像表現・芸術科学フォーラム 2014, 2014/3/17, 早稲田大学. (優秀賞受賞)(PDF)

  • 青木紘史,三谷 純,金森由博,福井幸男, "AR空間におけるエアブラシ型インタフェースによる形状モデリングシステム", Visual Computing / グラフィクスと CAD 合同シンポジウム 2012,2012/6/23-24. 早稲田大学, 東京. (ポスター)(PDF)