応用情報技術者 2018年春期午前2 問25

問題文

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、最も適切なものはどれか。

選択肢

ア：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。

イ：物体を、中身の詰まった固形物として表現する。

ウ：物体を、ポリゴンや曲面パッチを用いて表現する。（正解）

エ：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によって得られる曲面で表現する。

3次元物体のサーフェスモデルに関する問題【午前2 解説】

要点まとめ

結論：サーフェスモデルはポリゴンや曲面パッチを用いて物体の表面を表現する手法です。
根拠：サーフェスモデルは物体の「表面」の形状を詳細に表すため、面情報が中心となります。
差がつくポイント：ワイヤーフレームやボリュームモデル、メタボールとの違いを正確に理解することが重要です。

正解の理由

選択肢ウは「ポリゴンや曲面パッチを用いて表現する」とあり、これはサーフェスモデルの典型的な表現方法です。サーフェスモデルは物体の表面をポリゴンメッシュやNURBS曲面などで構成し、形状の詳細を効率的に表現します。これに対し、アはワイヤーフレームモデル、イはボリュームモデル、エはメタボールという別の表現手法を示しており、サーフェスモデルの説明としては不適切です。

よくある誤解

サーフェスモデルをワイヤーフレームモデルと混同しやすいですが、ワイヤーフレームは線だけで表現し、面情報を持ちません。サーフェスモデルは面を持つため、よりリアルな表現が可能です。

解法ステップ

問題文の「サーフェスモデル」の定義を確認する。
各選択肢が示す3D表現手法の特徴を整理する。
ポリゴンや曲面パッチを用いるのがサーフェスモデルであることを確認。
他の選択肢が示すモデル（ワイヤーフレーム、ボリューム、メタボール）との違いを理解。
最も適切な説明を選択肢ウとして確定する。

選択肢別の誤答解説

ア: ワイヤーフレームモデルの説明であり、線だけで構成されるためサーフェスモデルではない。
イ: ボリュームモデルの説明で、中身の詰まった固体として表現し、サーフェスモデルとは異なる。
ウ: ポリゴンや曲面パッチを用いて表面を表現するため、サーフェスモデルの正しい説明。
エ: メタボールは球体を変形させて滑らかな曲面を作る手法で、サーフェスモデルの一種ではあるが、一般的な説明としては限定的。

補足コラム

サーフェスモデルは3Dグラフィックスで最も一般的な表現方法で、ポリゴンメッシュが主流です。NURBS曲面は滑らかな曲面を表現するために使われ、CADやCGで多用されます。ワイヤーフレームは設計段階の簡易表示、ボリュームモデルは医療画像処理などで使われることが多いです。メタボールは有機的な形状を表現する特殊な技法です。