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エネルギー情報のデジタルアースへの投入と利用サービス

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エネルギー情報のデジタルアースへの投入と利用サービス
採択課題番号:IDEAS201407 一人称視点型の災害情報配信サービスに関する研究 *
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高橋 聡 、大塚 健太 、松岡 玲 、相川 実 、井野 昭夫*、小野 晋太郎*、坂上 裕信*、高幣 玲児* *
株式会社構造計画研究所 1. はじめに 東日本大震災の被災者への聞き取り調査等から、津波警報に気づいていながらも逃げ遅れてしまった人々
がいたことが明らかとなっている[1]。これらの人々の中には、実際の津波がどの程度の速さでどの程度の高
さまで到達するのかを理解しておらず、自宅の 2 階へ避難してしまった人や、寄り道をしてしまった人など
が見受けられた。そこで、本研究ではこの課題を解決するために、津波予測情報の提示方法について着目す
る。 現在までの災害情報配信サービス(津波や洪水の被害予
測等)では、地図上(2D)へ数値情報(浸水高さ情報等)を
重畳する情報提示方式が多く採用されてきた。しかし、こ
のような情報提示方式は、ユーザーの日常生活の情報認識
方法からは大きく乖離している。そのため、ユーザーは日
常で使用する道路や施設において、どの程度の早さでどの
程度の高さまで津波や洪水が到達する可能性があるのかを
図 1 一人称視点型の災害情報配信サービスイメージ 直観的に理解しにくい。 一方、ユーザーへ直感的な理解を与えるインターフェースデバイスとして、HMD(ヘッドマウントディスプ
レイ)が近年注目されている。HMD とは、頭部に搭載するディスプレイ型のデバイスである。HMD は、ユーザ
ーの視野を全てディスプレイで覆うことにより、ユーザーを仮想世界に没入させる。HMD の主要な使用目的
は、エンターテイメント用途であり、数多くの関連研究が行われてきた。最近になり、低価格かつ高性能な
HMD 製品が登場し、一般ユーザー層への普及が期待されている。 上記背景を受けて、本研究ではデジタルアースに蓄積された防災、減災情報を HMD 向けの映像情報として
配信するサービスを提案する(以下、一人称視点型災害情報配信サービス)。図 1 にサービスイメージを示す。
本サービスを利用することにより、ユーザーは災害情報が重畳された仮想空間に没入し、身体的かつ直観的
に災害情報を学習することができる。 以下において、サービスのプロトタイピングおよびデモンストレーションを行い、提案サービスにおける
要件検討と課題抽出を行う。 3. プロトタイプアプリケーションについて 本研究では、一人称視点型災害情報配信サービスにおける要件と課題を抽出するために、二つのプロトタ
イプアプリケーションの構築を行う。 3.1. 浸水被害体験コンテンツ 本節では、浸水被害を一人称の視点で体験できるようなアプリケーション構築を行う。構築に向けて、ま
ずはアプリケーションを構成する要素を検討し、4 つのモジュールに分解した(図 2)。下記では、それぞれの
要素について、解説を行う。 3.1.1. ①街並みの全天球データ 街並みの全天球データとは、HMD へ投影することによ
りユーザーをあたかもその場に位置したかのように感じ
させるための映像データを意味する。街並みの全天球デ
ータには大きく、1.実写データと 2.CG データの 2 種類の
データが存在する。なお、全天球データとは、厳密には
上下左右全方位に対して 360 度の視野を持つ映像データ
を意味する。しかし、本研究では一部方位に限定して 360
度の視野を持つ映像データの場合も全天球データと呼ぶ
図 2 災害情報配信サービスモジュール こととする。 1.実写データとは、360 度視野のカメラを使用して実
1 図 3 Google ストリートビュー[2] 採択課題番号:IDEAS201407 在の風景を撮影した映像データを意味する。代表例としては、
Google ストリートビューが挙げられる(図 3)。Google ストリート
ビューとは、Google が提供している全天球データ配信サービスで
ある。Google は全天球カメラを上部に搭載した車を多数走らせ、
街中の道路沿いの全天球データの作成を行った。Google ストリー
トビューでは、ほとんどの主要都市のおける道路沿いの全天球デ
ータが上記の方法で蓄積され、配信されている。こうした実デー
タのメリットは、そのリアル性にある。実際の風景を撮影してい
るため、その時間、その地点における詳細でリアルなデータを体
験することができる。一方で、デメリットは任意の位置や高さに
図 4 Japanese Otaku City[3] 移動できない点にある。例えば、Google ストリートビューでは、
約 2m の高さの道路沿いの映像データに限定されてしまう。 2.CG データとは、ComputerGraphics により、作成された映像データである。代表例としては、ゼンリンが
作成した Japanese Otaku City が挙げられる(図 4)。ゼンリンでは、カーナビゲーションシステム用に作成
してきた 3D データを、ゲーム用の 3D データとして公開することを予定している。その一環として、秋葉原
の 3D データをクリエイティブ・コモンズライセンスとして公開した。これが Japanese Otaku City である。
Japanese Otaku City を使用することにより、ユーザーは CG で作成された秋葉原の街を体験することができ
る。CG データのメリットは、あらゆる位置や高さに移動できる点と、他の CG データとの結合が容易な点に
ある。CG で作られているため、視点位置の制約が無く、子供の視点や大人の視点など自由な位置へ移動する
ことができる。また、元が CG データであるため、津波や火災等
の CG データと容易に重ね合わせ、表示することができる。一方
で、デメリットとしては、作成の手間が挙げられる。全てのデー
タを CG で作成しているため、リアルで詳細なデータを得るには
膨大な作り込みが必要となる。 3.1.2. ②災害関連データ 災害関連データとは、①街並みの全天球データへ重畳するため
の災害映像の元となるデータである。災害関連データには、1.過
去の災害データと 2.災害シミュレーションデータの大きく二つの種類が存在する。 1.過去の災害データとは、過去に実際に起きた災害による被災結果を記録したデータである。代表例とし
ては、台風メモリーズが挙げられる(図 5)。台風メモリーズでは、伊勢湾台風などの実際に起きた台風によ
る被災結果を調査、記録し、インターネット等を通じて配信して
いる。配信方法にも工夫がされており、ディスプレイやマルチス
ピーカー、送風器を使用して、台風を再現し、ユーザーに過去の
図 5 台風メモリーズ[4] 災害を追体験させることができる。1.過去の災害データの特徴は、
過去に実際に起きた災害データを使用しているため、災害を知ら
ない世代にも実感を持たせやすいところにある。 2.災害シミュレーションデータとは、災害を再現するためのシ
ミュレーションモデルから算出されたデータである。代表例とし
ては、構造計画研究所の TSUNAMI-K 津波シミュレーターが挙げら
れる(図.6)。TSUNAMI-K は、津波波高・遡上計算用ソフトウェア
図 6 TSUNAMI-K[5] であり、最大波高などの分布図や、時刻ごとの水位・流速等を出
力することができる。2.災害シミュレーションデータの特徴は、
様々な条件における計算が可能な点であり、想定外や過去例のない災害などのデータを作成することができ
る。 3.1.3. ③映像統合アプリケーション ③映像統合アプリケーションとは、①街並みの全天球データと
2 図 7 Unity[6] 採択課題番号:IDEAS201407 ②災害関連データを統合し、災害に見舞われる街の全天球データを作り出すアプリケーションである。代表
例としては、ユニティ・テクノロジーの Unity が挙げられる(図 7)。Unity とは、複数のプラットフォーム向
けのゲームを容易に作り出すことができるゲームエンジンである。Unity の大きな特徴の一つとして、Unity Asset Store がある。Unity Asset Store とは、Unity 向けの CG データなどを Web 経由で取引できるサービ
スである。Unity Asset Store では、Unity 公式のコンテンツだけでなく、ユーザーが作成したコンテンツも
取引されている。サンプルとして図 8 に Unity Asset Store で販売されている水面のデータを示す。Unity Asset Store には非常に多種多様なデータが存在するため、それらを利用することで、ユーザーは思い通り
の映像データを作りだすことができる。また、Unity はゲーム用 HMD である Oculus との親和性が高く、簡単
に Oculus 用の全天球データを出力することができる。 3.1.4. ④映像を再生する HMD ④映像を再生する HMD の代表例としては、1.Oculus Rift と 2.ハコスコが挙げられる。 1.Oculus Rift とは、Oculus VR 社が販売しているゲーム用 HMD
である(図 9)。一般的な液晶パネルと魚眼レンズを組み合わせる
図 8 Dynamic Water System[7] ことにより、比較的安価(350$)な HMD を実現している。Oculus Rift の第二世代機にあたる DK2 では、距離を測定するための外部
カメラを使用することで、頭の回転だけでなく、前後左右などの
移動にも追従することができる。また、前述した通り Unity との
連携が図られており、容易に全天球データを作成、表示すること
ができる。 2.ハコスコとは、株式会社ハコスコが販売している簡易な HMD
制作キットである(図 10)。ハコスコでは、段ボールとスマートフ
図 9 Oculus Rift 装着イメージ[8] ォンを組み合わせることにより、非常に安価(1000 円)な HMD を実
現している。ハコスコは Oculus 等の HMD と比較して、一度に見える範囲に制約が存在する。しかし、その分、
高画質のスマートフォンを使用することにより、単位面積当たりの画素数が高くなり、非常に高精細な映像
を体験することができる。また、スマートフォンを使用しているため、アプリストア等を利用することによ
り、簡単にコンテンツデータをやりとりすることができる。 3.1.5. プロトタイピング ①~④までのコンテンツを組み合
わせることにより、プロトタイピング
を実施した。採用したコンテンツを表 1
に示す。表 1 の組み合わせにより、浸
水した秋葉原の街中を自由に歩き回る
ことのできる浸水被害体験コンテンツ
を作成した。画面イメージを図 11 に示
す。 表 1 プロトタイピング 図
モジュールとコンテンツ 10 ハコスコ装着イメージ[9] モジュール コンテンツ ① 街並みの全天球データ Japanese Otaku City 秋葉原の街 ② 災害関連データ 秋葉原の街が沈む程度の浸水デー
タ ③ 統合アプリケーション Unity ④ 映像を再生する HMD Oculus Rift DK2 3.2. デジタルアース全天球記録、配信コンテンツ 中部大学デジタルアースではこれまでに、全天球カメラを搭載
した車両を利用することにより、災害現場の全天球データを収集、
蓄積してきた[10]。本節では、この蓄積映像データを、災害時に
利活用することを目的として、プロトタイピングを行った。 3.2.1 コンセプト 本プロトタイピングにおけるコンセプトを説明する。まず、
様々な全天球カメラを利用することにより、日本各地の全天球デ
ータを撮影する。近年、Ricoh の THETA や Kodak の SP360 など比
較的安価で手軽に利用することのできる全天球カメラが登場し
3 採択課題番号:IDEAS201407 ている[11]、[12]。これらの製品を利用して得られた全天球データを、GPS データおよび時刻データと紐付
けて蓄積し、管理を行う。これらのデータと紐付けて管理することにより、任意の地点の任意の時刻の映像
データが参照可能となる。例えば、土砂崩れなどの際に利用することにより、流されてしまい跡形もなくな
ってしまった家屋が元々どこにあったのかを知ることができる。 3.2.2 プロトタイピング プロトタイピングでは、中部大学デジタルアースに蓄積された
図 11 プロトタイピング結果 1 映像データの中から、震災直後の福島で撮影されたものを使用した(図 12)。その映像データを、Unity を使
用して、Oculus Rift やハコスコで再生できるデータ形式へ変換した。これにより、3.11 の復興直後の福島
を車上から体験することのできるコンテンツを作成した(図 13)。 3.3. デモンストレーション 図 12 撮影が行われた石巻市立大川小学校周辺 作成した「浸水被害体験コンテンツ」および「デジタルアース
全天球記録、配信コンテンツ」に関するデモンストレーションを
(Google ストリートビューより) 行い、体験者にヒアリングを行った(図 14)。肯定的なコメントと
して、「臨場感がとてもある」、「Oculus よりハコスコの方が手軽
で良い」などが得られた。ハコスコではスマートフォンを利用し
ているため、簡易に構築でき、アプリケーションも手に入れやす
いことがコメントの理由であった。一方、否定的なコメントとし
て、
「酔ってしまう」、
「目が疲れてしまう」などが得られた。この
図 13 プロトタイピング結果 2 ようなコメントの原因としては、現時点での技術ではまだまだ解
像度が不足していることや、頭を素早く回転させた際に映像デー
石巻市立大川小学校周辺 タの処理が遅れることなどが考えられる。 4.まとめ 本研究では、一人称視点型災害情報配信サービスの課題および
要件抽出を目的として、プロトタイピングおよびデモンストレー
ションを行った。プロトタイピングでは、浸水被害体験コンテン
ツおよびデジタルアース全天球記録、配信コンテンツを作成した。
プロトタイピングを通して、サービスは大きく 4 つのモジュール
によって構成されることを明らかにし、それぞれのモジュールに
おける現状の技術を整理した。また、デモンストレーション等を
通して、「実写データからは自由に歩き回れる世界を作りだすこ
とが困難なこと」、「頭を素早く回転させる際の映像処理の遅れに
図 14 デモンストレーション より、酔いが発生してしまうこと」などの課題を明らかにした。 6. 謝辞 本研究は中部大学問題複合体を対象とするデジタルアース共同利用・共同研究 IDEAS201407 の助成を受け
たものです。 参考文献 1. 復 興 庁 東 日 本 大 震 災 時 の 地 震 ・ 津 波 避 難 に 関 す る 特 定 集 落 へ の ヒ ア リ ン グ 調 査 結 果 ( 速 報 ) , http://www.reconstruction.go.jp/topics/20120928_tokuteisyuurakucyousa.pdf, 2015/03/20 ア ク セ
ス 2. GoogleStreetView, https://www.google.com/maps/views/streetview, 2015/03/20 アクセス 3. Japanese Otaku City, http://www.zenrin.co.jp/product/service/3d/asset/, 2015/03/20 アクセス 4. 台 風 メ モ リ ー ズ : デ ー タ 体 感 空 間 を 用 い た 参 加 型 災 害 記 憶 共 有 シ ス テ ム の 構 築 , http://agora.ex.nii.ac.jp/~kitamoto/research/publications/re, 2015/03/20 アクセス 5. TSUNAMI-K 津波シミュレーター, http://www.kke.co.jp/solution/theme/tsunami-k.html, 2015/03/20
アクセス 6. Unity, http://japan.unity3d.com/, 2015/03/20 アクセス 7. Dynamic Water System, http://forum.unity3d.com/threads/dynamic-water-system-released.195897/, 4 採択課題番号:IDEAS201407 2015/03/20 アクセス 8. Oculusriftonline.com, htp://oculusriftonline.com/buy-oculus-rift, 2015/03/20 アクセス 9. 株式会社ハコスコ ハコスコ, http://hacosco.com/, 2015/03/20 アクセス 10. 福井弘道, 竹島喜芳, 杉田暁, "危機管理情報収集車 360 度カメラ映像「石巻・気仙沼」" (2013). 11. RICOH THETA, https://theta360.com/ja/, 2015/03/20 アクセス 12. コダック PIXPRO SP360, http://www.maspro.co.jp/products/pixpro/sp360/, 2015/03/20 アクセス 5 
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