Single-View Modeling of Layered Origami with Plausible Outer Shape

Abstract

Modeling 3D origami pieces using conventional software is laborious due to the geometric constraints imposed by the complicated layered structure, we propose an interactive system that dramatically simplifies the modeling of 3D origami pieces with plausible outer shapes, while omitting accurate inner structures. By focusing on flat origami models with a front-and-back symmetry commonly found in traditional artworks, our system realizes easy and quick modeling via single-view interface; given a reference image of the target origami piece, the user draws polygons of planar faces onto the image, and assigns annotations indicating the types of folding operations. Our system automatically rectifies the manually-specified polygons, infers the folded structures that should yield the user-specified polygons with reference to the depth order of layered polygons, and generates a plausible 3D model while accounting for gaps between layers. Our system is versatile enough for modeling pseudo-origami models that are not realizable by folding a single sheet of paper. Our user study demonstrates that even novice users without the specialized knowledge and experience on origami and 3D modeling can create plausible origami models quickly.

概要

一般のソフトウェアを用いて折り紙形状をモデリングすることは、複数層からなる構造に由来する幾何的な制約から、困難である。そこで本プロジェクトでは、内部構造を省略しながら折り紙らしい外見を持つ3Dモデルを簡易かつ対話的にモデリングできるシステムを提案する。対象とする折り紙作品を表裏対称で平坦なものに限定することで、単一視点のインターフェースから素早く簡易にモデリングすることが可能になる。まず、ユーザは折り紙作品の参照画像を用意し、その上をなぞることでポリゴンを描き、どういう折り方で作られているかを示すアノテーションを配置する。システムは、入力されたポリゴンの補正、ポリゴンの重なり順の参照および折った後の形状の推定、紙の厚みを考慮した折り紙らしい形状の生成を行う。本システムは、実際には1枚の紙から作ることができない擬似折り紙モデルも生成できるという汎用性を持つ。ユーザテストでは、折り紙やモデリングに関する専門知識がないユーザでも素早くモデリング可能であることを示した。

Video

Examples of Origami Models