日経サイエンス連載！ 可視化の最前線

◆優秀賞［KGT賞］◆ 台風による豪雨現象の可視化 ● 杉本聡一郎（すぎもと・そういちろう） 　 電力中央研究所 環境科学部 ● 平口博丸（ひらくち・ひろまる） 　 電力中央研究所 環境科学部 ● 萩原豊（はぎわら・ゆたか） 　 電力中央研究所 構造部 ● 長澤幹夫（ながさわ・みきお） 　 日立製作所 中央研究所 ● 鈴木芳生（すずき・よしお） 　 日立製作所 中央研究所 ● 向出孝一（むかいで・こういち） 　 日立製作所 情報制御システム事業部 ● 熊本真一（くまもと・しんいち） 　 日立製作所 情報制御システム事業部 ● 山崎健一（やまざき・けんいち） 　 電力計算センター 情報技術部 　 図１　 気象レーダーで観測された地形性降雨分布 　 図２　 3次元風速場のベクトルレンダリング表示 　 図３　 ボリュームスライサーによる降水粒子分布の強調 　 　降雨分布の現況を把握し，将来を予測するのに，気象レーダーを用いた観測や，数値気象モデルを用いた再現・予測計算は有力な手段である。しかし，扱う大容量の3次元データに秘められた複雑な降雨現象を直感的に理解するためには，高度のボリュームレンダリング技術が必要とされているのが現状である。また，観測や再現計算結果の解析は，別々で行われることが多く，同時に比較可視化できれば，その解析効率は増すであろう。こういった目的のもと，レーダー観測と数値計算によって得られたデータを用いて，台風によってもたらされた豪雨を可視化した。なお，以下の機能は全てAVSモジュールとして実装されている。 　図1は，気象レーダーによって3次元的に観測された地形性降雨分布を可視化したものである。透視投影を実現することによって位置関係をつかみやすくしただけでなく，ウォークスルーを適用することにより，臨場感がより高められた画像になっている。また，特殊な極座標系でサンプリングされた観測データ情報に対し，不規則格子対応のボリュームレンダリング技術を用いて，データ補間することなくエイリアスを除去した結果，よりデータに忠実な可視化を実現できた。 　図2は，数値モデルによって再現された3次元風速場を可視化するためにベクトルレンダリングを適用した結果である。偏西風による横風や台風付近での上昇流を伴う渦巻状の強風が明瞭に可視化されている。細線の光学特性を模擬するレンダリングによって，ピクセル解像度以上の高い空間解像度をもつベクトルボリュームデータを間引きすることなく可視化することができた。 　ところで，ボリュームレンダリングの適用に際して，画面手前のデータにより奥のデータが隠されることが，かえって現象の全体像をつかみにくくする場合がある。この問題のひとつの解決策として，データの格子構造に関わらず，注目する任意の空間領域を選択的に強調可視化できるボリュームスライサーと名づけた機能を適用した（図3）。この機能により，各降水粒子の空間分布をより明瞭に解析できた。 審査講評 極座標系ボリュームデータの可視化のアンチエイリアシング，断面生成を汎化した選択的可視化，適応的並置化（juxtaposition）を実現するボリュームモーフィング，ベクトルボリュームの可視化技法等，ターゲットとなった気象学分野によらず，他分野での積極的利用が期待される，第一級の可視化技法が高く評価された。