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ヒューマンメディア工学 ［復習］VRの基本的な要件 ［復習］立体視・遠近感
［復習］VRの基本的な要件 ヒューマンメディア工学 Human Media Engineering ヒューマンインタフェースと 体感メディア技術 加藤 俊一 Toshi KATO ［復習］立体視・遠近感の仕組み 近距離： 輻輳角（両眼視差） 中距離： 運動視差など 遠距離： vanishing point, vanishing line ［復習］奥行きと遠近感 運動視差による奥行きの知覚 没入感 インタラクティブ性 全感覚（現状は視聴覚）で感じる外界が、すべ て計算機制御された空間 人間と対象・状況が（相互に）働きかけられる リアルタイム性 （相互）作用した結果を直ちに反映 ［復習］立体視 両眼視差 （人間） 左目・右目の距離 ×輻輳角 →距離（と大きさ） ［復習］奥行きと遠近感 ポンゾの錯視 奥行き知覚は 「視差」 だけではない 1 VR系アトラクションの秘密を探る 近景： 輻輳角（両眼視差） → 立体感 → 距離感 → スケール感 ［課題１］輻輳角を計算してみる 遠景： 遠近法など でも、その前に、、、 ［課題１］輻輳角を計算してみる 準備 瞳孔間距離の計測 定規を目の上(眉あたりに固定する。) ※目の近くで定規を使うので、 顔を定規で傷をつけないよう注意。 右目を閉じて、左目の瞳の中心が 定規のメモリ【0】になるように合わせる。 次に反対の目(左目) を閉じて、右目の瞳の 中心がいくつになっているか計測。 計測距離は1mm単位です。 日本人の平均PD: 60～64mm。 （参考） http://item.rakuten.co.jp/eyeweb/c/0000000112/ ［課題１］輻輳角を計算してみる ：対象 対象までの距離と輻輳角の関係 L θ 2 tan = 2 D θ/2 輻輳角θ L = arctan 2 2 D 対象までの 距離D θ θ = 2 arctan 距離(m) L 2D L/2 瞳孔（カメラ）の間の距離L(m) 対象までの距離0.1m刻みで、 0.1m～10.0mまでの 輻輳角の変化を計算する。 対象までの距離と輻輳角の 関係をグラフ化 数値例 瞳孔間距離 6.5cm=0.065mの場合 Excelを使う場合、 角度：radianと度の換算に 注意 ラジアン 輻輳角（度） 0.1 0.628464 0.2 0.322184 18.45977 0.3 0.215825 12.36586 0.4 0.162144 36.00832 9.290157 0.5 0.129817 7.437988 0.6 0.108228 6.200983 0.7 0.092791 5.316504 0.8 0.081205 4.652724 0.9 0.072191 4.136231 1 0.064977 3.722915 1.1 0.059074 3.384675 1.2 0.054153 3.102763 1.3 0.04999 2.864192 1.4 0.04642 2.659683 1.5 0.043327 2.482429 1.6 0.040619 2.327321 1.7 0.038231 2.190454 1.8 0.036107 2.068789 1.9 0.034207 1.959928 2 0.032497 1.861949 2 ［課題１］輻輳角を計算してみる 対象までの距離と輻輳角の関係(瞳孔間距離65mmの場合) ［考察１］対象までの距離と輻輳角の関係 距離 ～0.3m ～1.0m ～2.0m ～3.0m 5.0m～ 40 35 輻輳角(度) 30 25 20 輻輳角（度） 15 10 5 0 0 2 4 6 8 対象までの距離(m) 10 輻輳角 立体感 技術的な制約 両眼視差画像の対応点マッチング 輻輳角が意味を持つ近距離（～数ｍ） 瞳孔間距離（個人の体）×輻輳角 → 対象までの距離（奥行き方向） を知覚する。 家庭用テレビサイズ（１５～１７インチ）で 立体映像を表示する技術は （ゴーグル有り、ゴーグル無し） １９９０年代中ごろには、既に製品レベル！ 立体映像を撮影する技術もあった。 でも、なぜ、立体テレビ・コンテンツが 登場しなかったのだろうか？ スケール感 ＆ 対象の大きさ（広がり方向） も知覚する。 ［質問２］立体テレビは成功するか？ 摂食、手で操作する やや大きく変化 手を伸ばして掴む 変化がわかる ジャンプして届く・逃げる 変化がややわかる ジャンプされたら捕まる 変化がわかりにくい 遠い、ほぼ遠景 ［質問１］立体テレビは成功するか？ 距離感 距離の解釈（例） 12 ［考察１］立体感から感じ取るのは？ 輻輳角 大きく変化 コンテンツ的な制約 ［再］VR系アトラクションの秘密を探る 「立体で見える」ということは？ 近距離での輻輳角 瞳孔間距離（個人の体）×輻輳角 → 対象までの距離（奥行き方向） ＆ 対象の大きさ（広がり方向） を知覚する。 対象は、どのような大きさに見えてしまうか？ どんなコンテンツ・対象を立体的に見せるのか？ どんな画角（視野）でコンテンツ・対象を見せるのか？ 近景： 輻輳角（両眼視差） → 立体感 → 距離感 → スケール感 遠景： 遠近法など 3 Star Tours (Tokyo Disney Land) Storm Rider (Tokyo Disney Sea) Star Tours (Tokyo Disney Land) Storm Rider (Tokyo Disney Sea) 感覚 なぜ、多人数で乗り込むのか？ 没入感・立体感 感覚 インタラクティブ性 没入感・立体感 なぜ、多人数で 乗り込むのか？ Magic Lamp Theater (Tokyo Disney Sea) 感覚 没入感・立体感 インタラクティブ性 なぜ、 主たるコンテンツ （登場人物）が ジーニーなのか？ 感覚 没入感・立体感 インタラクティブ性 なぜ主たるコンテンツ（登場人物）がジーニーか？ 感覚 没入感・立体感 視覚、聴覚 ゴーグルを使う 大画面（遠景）＋輻輳角（近距離） 対象のスケール感（ジーニー＞＞自分） なし Micro Adventure (Tokyo Disney Land) なぜ、観客が小さくなるストーリーなのか？ 感覚 没入感・立体感 なぜ、観客が 小さくならないと いけないのか？ http://www.tokyodisneyresort.co.jp/tdr/japanese/fun/movie/#/movie/tdl_042 遠景から近距離まで飛び回る インタラクティブ性 なし http://www.tokyodisneyresort.co.jp/tdr/japanese/fun/movie/#/movie/tds_028 http://www.fujifilm.co.jp/disneysea/flash_top.html Micro Adventure (Tokyo Disney Land) ゴーグルを使わない（両眼視差無し） 遠景（運動視差、遠近感） 映像からスケール感を推定 Magic Lamp Theater (Tokyo Disney Sea) 視覚、聴覚、加速度感 インタラクティブ性 http://www.tokyodisneyresort.co.jp/tdr/japanese/fun/movie/#/movie/tdl_021 http://www.tokyodisneyresort.co.jp/tdr/japanese/fun/movie/#/movie/tds_014 イベントは全て遠景で起こっている 遠景から近距離まで 視覚、聴覚、触覚 ゴーグルを使う 大画面（遠景）＋輻輳角（近距離） 対象のスケール感（博士、犬＞＞自分） インタラクティブ性 なし 4 AR: Augmented Reality （強化現実） Virtual Reality 計算機内部に現実世界を投影（＝仮想空間） 仮想空間を「可感化」 （ビデオ資料を見ながら） 各AR、MRシステムの技術的ポイント 利点と制約 応用可能性 などを整理してみよう。 AR: Augmented Reality （強化現実） Augmented Realityを利用した入力・操作 Mixed Reality VRを現実世界の情報で強化（高品質化） 現実世界をVR情報などで強化（便利にする） これらの技術の総称 計算機内部の情報を現実世界に投影 現実空間を情報で「強化｣ ［課題２］ AR、 AR、MR技術と応用可能性 MR技術と応用可能性 Augmented Reality MR: Mixed Reality （複合現実） 利用者→システム 現実世界での「普通の動作」 視覚： アイカメラ（視線）、指差し 聴覚： 音声 触覚： 位置（磁気センサ） AR: Augmented Reality （強化現実） Augmented Realityを利用した出力・提示 システム→利用者 計算機内部の情報を現実世界に「投影｣ 視覚： See-through型Head Mount Display、 Digital Desk 聴覚： ？ 触覚： ？ MR = VR + AR Mixed Reality 仮想世界と現実世界の密な融合 現実世界のオブジェクト → モデル化して仮想世界に取り込む 仮想世界のリアリティ 仮想世界の情報 → 可感化して現実世界に重畳する 現実世界の情報化・高機能化 5 体感メディア（仮想メディア） 五感を通して体で感じるメディア技術 物理的実在 論理的情報 感性的評価 「これらの情報を五感を通して知覚し、また、 操作するためのメディア」を提供する。 ［宿題２ ［宿題２］ Augmented Reality技術の応用 Reality技術の応用 ［宿題１ ［宿題１］ Virtual Reality技術の応用 Reality技術の応用 生活空間などにAR技術を導入すれば、 格段にその空間での 活動や状態が改善されると期待できるものを いくつか例示し、 「空間・場所」 「現状」 「VRによる改善点」 「期待される効果」 「技術的な課題」 を説明してみよう。 Human InterfaceにVR技術を導入すれば、 機器の操作性やサービスの使い勝手・ 品質が改善されると期待できるものを いくつか例示して 「機器・サービス」 「現状」 「VRによる改善点」 「期待される効果」 「技術的な課題」 を説明してみよう。 ［次回］ VR施設の見学会 「いつもの教室」で グループ分けをして、 スケジュールに従って、３つの部屋を見学 課題があります。 各機器・装置の見るべきポイントを指示し ます。 定刻には、 「いつもの教室」に集合！ ［次回］ VR施設の見学会 ［次回］ VR施設の見学会 加藤研究室（６月２２日） ３D物体検索システム＋立体視 牧野研究室＠情報（６月２２日） CAVE 大画面偏光立体視スクリーン CAVEアプリ・コンテンツ開発環境 Phillips製42インチ裸眼立体視ディスプレイWoW Silicon Graphics WS + 液晶シャッター眼鏡 SHARP PC + 裸眼立体視 モバイルEYE-TREK 慧眼 電脳ショップ Extra HI モニタディスプレイ 他 透過型HMD + 情報提供サービス ユビキタスセンサー群 世界に数台しかない、最高の質感表示 6 速報（１） 特別講演会 矢吹瑛明さん ６月２９日 高度情報化社会の技術やビジネスのあり 方についての研究家・ビジョナリスト＆セレ ンディピティ 速報（２） 特別講演会 小阪裕司さん ７月１３日 感性を大事にしたビジネスのデザインの仕 方・実践の仕方を説く超売れっ子コンサル タント＆エバンジェリスト 参考図書 情報処理学会編 「エンサイクロペディア情報処理2000-2001」 第4章マルチメディアとバーチャルリアリティ 野村、澤田 「バーチャルリアリティ」 朝倉書店、1997年。 7