応用情報コンピュータグラフィックス

チャル

応用情報技術者試験の午前でたまに出題される

コンピュータグラフィックス系の言葉が全然おぼえられないよぉぉぉぉぉ

・

こうなったらまとめてやるぅぅぅぅぅぅぅ！！！！

コンピュータグラフィックス関連過去問

令和6年春現在、同じ問題を除くと

令和5年秋〜平成26年秋にかけてコンピュータグラフィクスについての問題が出ていそうです。

違うのもありそうですが単語を覚える必要があるという点では同じなので

下に問題を記述し次の見出しで単語の解説をしていこうとおもいます！！

令和5年秋期午前問25

バーチャルリアリティに関する記述のうち、
レンダリングの説明はどれか

①
ウェアラブルカメラ、慣性センサーなどを用いて非言語情報を認識する処理

②
仮想世界の情報をディスプレイに描画可能な形式の画像に変換する処理

③
視覚的に現実世界と仮想世界を融合させるために、
それぞれの世界の中に定義された3次元座標を一致させる処理

④
時間経過とともに生じる物の移動などの変化について、
モデル化したものを物理法則などに当てはめて変化させる処理

答えは②になります

①はトラッキング、③は幾何学的レジストレーション、④はモデリング変換の説明

令和5年春期午前問25

コンピュータグラフィックスに関する記述のうち、適切なものはどれか

①
テクスチャマッピングは、すべてのピクセルについて、
視線とすべての物体との交点を計算し、
その中から視点に最も近い交点を選択することによって、陰面消去を行う

②
メタボールは、反射・透過方向への視線追跡を行わず、
与えられた空間中のデータから輝度を計算する

③
ラジオシティ法は、拡散反射面間の相互反射による効果を考慮して
拡散反射面の輝度を決める

④
レイトレーシングは、形状が定義された物体の表面に、
別に定義された模様を張り付けて画像を作成する

答えは③です

①はバッファ法、②はレイキャスティング法、④はテクスチャマッピングの説明です

令和4年春期午前問25

レイトレーシング法の説明として、適切なものはどれか

①
スクリーンのすべての画素について、視線と描画の対象となる物体との
交点を反射属性や透明属性なども含めて計算し、
その中から視点に最も近い交点を選択する

②
スクリーンの走査線ごとに視点とその走査線を結ぶ走査面を作成し、
各走査面と描画の対象となる物体との交差を調べて交差線分を求め、
奥行き判定を行うことによって描画する

③
描画の対象となる二つの物体のうち、一方が近くに、
もう一方が遠くにあるときに、
まず遠くの物体を描いてから近くの物体を重ね書きする

④
描画の対象となる物体の各面をピクセルに分割し、
ピクセルごとに視点までの距離を計算し、
その最小値を作業領域に保持することによって、
視点までの距離が最小となる面を求める

答えは①です

②はスキャンライン法、③はZソート法、④はZバッファ法の説明です

平成31年春期午前問25

コンピュータグラフィックスにおける、
レンダリングに関する記述として、適切なものはどれか

①
異なる色のピクセルを混ぜて配置することによって、中間色を表現すること

②
複数の静止画を1枚ずつ連続表示することによって、動画を作ること

③
物体の表面に陰影を付けたり、光を反射させたりして、画像を作ること

④
物体をワイヤフレーム、ポリゴンなどを用いて、モデル化すること

正解は③です

①はハーフトーン処理、②はデジタルアニメーション、④はモデリングの説明です

平成30年春期午前問25

3次元の物体を表すコンピュータグラフィックスの手法に関する記述のうち、
サーフェスモデルの説明として、適切なものはどれか

①
物体を、頂点と頂点をつなぐ線で結び、針金で構成されているように表現する

②
物体を、中身の詰まった固形物として表現する

③
物体を、ポリゴンや局面パッチを用いて表現する

④
物体を、メタボールと呼ぶ構造を使い、
球体を変形させることで得られる滑らかな曲線で表現する

正解は③です

①はワイヤフレームモデル、②はソリッドモデル、④はメタボールの説明です

平成28年春期午前問26

コンピュータグラフィックスの要素技術に関する記述のうち、適切なものはどれか

①
アンチエイリアシングは、周囲の画素との平均値演算などを施すことによって、
斜め線や曲線のギザギザを目立たなくする

②
メタボールは、光の相互反射を利用して
物体表面の光エネルギーを算出することによって、表面の明るさを決定する

③
ラジオシティは、光源からの光線の経路を計算することによって、
光の反射や透過などを表現し、物体の形状を描画する

④
レイトレーシングは、物体を球や楕円体の集合として擬似的にモデル化する

答えは①です

②はラジオシティ、③はレイトレーシング、④はメタボールの説明です

平成26年秋期午前問24

CGに関する基本的な用語の説明として、適切なものはどれか

①
アンチエイリアシングとは、
画像のサンプリングが不十分であることが原因で生じる現象のことである

②
クリッピングとは、曲面を陰影によって表現することである

③
レンダリングとは、ウィンドウの外部の図形を切り取り、
内部だけを表示する処理のことである

④ワイヤフレーム表現とは、3次元形状をすべて線で表現することである

答えは④です

①,②は説明誤り、③はクリッピングの説明です

用語解説

トラッキング

ウェアラブルカメラを用いたトラッキングとは、
身につけることのできる小型のカメラを使用してユーザーの活動、行動、
あるいは周囲の環境をリアルタイムで記録・追跡する技術や方法のことを指します。

レンダリング

CG(コンピュータグラフィクス)のデータを処理することで画像や映像を表示させることを指します。

個人的にわかりやすかった例だと上のレンダリングの表記はH2タグの見出しなのですが、

パソコン上(HTML上)は<h2>レンダリング</h2>と記されているのを

レンダリングすることで上のような人間のためのレンダリングという表記になっています。

※わかりやすかったサイト：「分かりそう」で「分からない」でも「分かった」気になれるIT用語辞典

幾何学的レジストレーション

幾何学的レジストレーションは、異なるデータソースから得られた画像や図形を同一の座標系に統合し、一致させるプロセスです。

活用例としては複数の角度から撮影した3Dスキャンデータを統合して、
完全な3Dモデルを生成する3Dスキャン合成が挙げられます。

モデリング変換

問題文通りで
「時間経過とともに生じる物の移動などの変化について、
モデル化したものを物理法則などに当てはめて変化させる処理」。

ゲーム内のキャラクターがジャンプしたりなどのイメージです。

テクスチャマッピング

テクスチャマッピングは、3Dモデルにリアリズムを追加するための主要な手法の一つで、
3Dオブジェクトの表面に2Dイメージ（テクスチャ）を貼り付けて、
物体の表面などを表現する方法。
※↓3Dモデルに2Dのレンガ模様を貼り付けているイメージ図

メタボール

複数の球体を組み合わせることで滑らかな表面の立体物をモデリングする方法です。

ラジオシティ

　　　　　天井照明
　　　　　　💡
｜　　🪑
壁　背もたれ付き椅子　

といった配置の場合に
「椅子の背もたれ」に「壁」から反射した「照明」による陰影をつけるモデリング方法です。

レイトレーシング

光線(Ray)から人間の目に入るまでの経路を
人間の目を起点として逆に追跡(Tracing)していき、
光の反射や透過、屈折による影響も計算してイメージを作成する方法です。

スキャンライン法

　☆=あなた ●=物体1 ◯=物体2
☆
　　　　●◯

という位置関係であった場合、
◯の左下は●があることによって見えません。
これを表現するために物体をスキャンライン(水平ライン)で分割し、
同じスキャンラインを持つ物体同士の奥行きを比較して手前にある方だけを描画します。
これによって陰面の処理ができるという方法です。

Zソート法

物体同士を描画する際に奥にあるものからレンダリングしていく方法

※ZソートのZは x(横) y(縦) z(奥行き) のzから

Zバッファ法

物体同士を描画する際に物体同士の奥行きを記録し、
手前にあるならレンダリングし奥にあるならレンダリングしないという方法
(奥にある場合、手前の物で遮られて見えないため)

ハーフトーン処理

本来、印刷機器やディスプレイでは、限られた数の色や濃淡しか直接表現できません。
しかしハーフトーン技術を用いることで、上記の制限を超えて豊かな階調を再現します。
具体的には点の大きさや密度を変えることによって、画像の濃淡や色彩を表現します。
視覚的にはこれらの点が混ざり合って、より多くの色や濃淡があるかのように見えるのです。