科学技術と共に歩む

☆発行前情報のため，一部変更となる場合がございます

本書は，著者がおよそ30年にわたり本務先や非常勤講師として担当している，コンピュータグラフィックス（CG）および応用システムに関する講義内容をまとめたものである。

著者が研究としてCGに触れたのは，自身の卒業研究テーマとした1980年代後半のことである。そして，応用システムの代表格であるバーチャルリアリティ（VR）に触れたのは2003年，勤務先にCAVE型システムを導入し，その直後にイリノイ大学シカゴ校に訪問研究員として1年間滞在してCAVEを生み出したElectronic Visualization Laboratoryに通った際のことである。

学生時代から数えれば約40年。この間にモバイルコミュニケーションやインターネットの爆発的普及を基盤として，CGやVRは社会にとって当たり前の存在となった。最近では生成AIによる画像やプログラムコードなどの自動作成も，CGやVRに応用され，ますます社会を変えようとしている。そのような時代変化の中で，CGやVRに関する講義内容を時代に合わせて徐々に変化させてきた。

しかし，おもに追加・変更してきたのは応用に関する部分であり，20世紀に先人が成した基礎技術についてはいまも中核として位置付けている。CGを作る基本は何か，VRで人に現実感を与える基本は何かを知らなければ，各種ツールや生成AIを用いて得られる結果の是非を判断できないからである。このため，自然科学系でCGやVRを学ぶ者には基本こそ修得してほしいと考えている。

以上を踏まえ，本書を通じて，読者にはCGの基礎と応用に関して以下を達成してほしいと考えている。

• CG画像・映像生成技術の基本を修得し，実際に作成するための基礎を身に付ける。
• CG技術が利用されているVR・AR・MRなどの臨場感・没入感提示システム，可視化技術などの概要と特徴を理解する。

本書は，自然科学系の大学初年次から大学院修士課程における，CG・VR技術の初学者を想定している。したがって，主として高校で学ぶ数学・物理・情報に関する知識を前提としているが，大学課程での知識も一部用いている。解説に当たって基礎技術を軸とし，平易な表現を心掛けるとともに，数式表現は最小限とした。一方，具体的な数式表現や実用水準のアルゴリズム，また，著しく進展している応用システムについては，あえて言及しないか簡潔な説明にとどめている。より詳細な内容および最新動向については，読者自身による調査・把握をお願いしたい。

一人の教員がこれほどの長期間，かつ，複数の大学・大学院で同一科目を担当できたことは，内容の継続的改善はもちろんのこと，本書執筆の動機と励みになった。このような機会をいただいた関係大学・大学院の方々，ならびに講義履修を通じて質問・指摘を寄せてくれた学生諸君，そして執筆を粘り強く支えてくれたコロナ社の方々に，心より感謝申し上げる。

CGやVRの基盤に触れた本書の読者から次世代のCGやVRを生み出す人が出てくることを強く願う。

最後に，筆者の学究活動をつねに理解し，支えてくれている家族に深謝する。

2026年7月
牧野　光則