2022 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Analysis and synthesis of deep SHITSUKAN information in the real world |
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| Project/Area Number |
20H05958
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
岩井 大輔 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (90504837)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 勇太 東京大学, 大学院情報学環・学際情報学府, 特任准教授 (10781362)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Keywords | 拡張現実感 / 人間拡張 / 光学シースルーHMD / プロジェクションマッピング / 質感の科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、（１）実物反射光から直接・間接反射成分を分離しそれを人の視界に直接与えることのできる質感分離スコープの性能評価、（２）高い空間周波数の質感情報を提示できるプロジェクションマッピングシステムの構築、および（３）不可視情報を計測して光学シースルーディスプレイで現実空間に重畳する質感提示技術の構築を、当初の目標としていた。
（研究項目１）提案する光学的アプローチによる直接・間接反射成分分離の性能を、従来の計算機演算による手法の分離結果との比較により、質感分離スコープの性能評価を行った。その結果、従来手法と同等の分離結果を得ることができていることを確認した。
（研究項目２）高解像度ディスプレイを備えるiPad Pro (264 ppi) と同等の262 ppiで映像投影できるシステムを構築した。このシステムを用い、テニスボールのテクスチャを白色球に投影し、iPad Proに表示したテニスボールの写真と、実際のテニスボールをそれぞれ隣に設置して、被験者実験によりその画質を評価した。その結果、ふさふさ感、自然さ、実在感といった項目で、提案システムの方がiPadのディスプレイよりも有意に実物のテニスボールに近い像を提示できていることが確認できた。
（研究項目３）シュリーレン撮影した空気の流れ場の情報を用いて、ARコンテンツとインタラクションするシステムの構築に成功した。
これらに加え、深層ニューラルネットワークを用いた質感ディスプレイ基盤技術開発で大きな進展があった。具体的には、プロジェクションマッピングにおける焦点ボケ補償、光学シースルーディスプレイの歪み校正、3D印刷の内部構造最適化に関して、それぞれ研究成果が主要な国際論文誌に掲載された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の三つの当初目標それぞれについての進捗状況は以下の通りである。
（研究項目１）従来法との比較により、分離性能の性能評価を行った。一方、交付申請では被験者実験による評価を目的としており、この点については未達である。この研究成果については、仮想現実感に関する主要な国際会議IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfacesにてポスター発表した。
（研究項目２）空間的に高解像度でプロジェクションマッピングするシステムの開発に成功し、高解像度な平面ディスプレイでの質感提示と比較して、より実物に近い質感が提示できることが示唆された。国内会議にて口頭発表を実施した。
（研究項目３）空気の流れ場を計測してARシステムに組み込んだ世界初の例として、拡張現実感に関する主要な国際会議IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Realityにて口頭発表した。
上記に加え、プロジェクションマッピングおよびデジタルファブリケーション技術を用いた質感提示に関する研究が進み、難関国際会議での口頭発表に選抜されたり、Best Poster Honorable Mentionを受賞するなど、各成果が国際的に高い評価を受けた。また、研究代表者が日本学術振興会賞を受賞した。
全体として、研究がおおむね順調に進展した、と考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の結果をうけて、代表者、分担者は以下のように研究を推進することとする。
【代表者】質感分離スコープについて、視野全体ではなく、ユーザが指定する一部の領域のみ分離して提示する拡張現実感システムを構築する。また、投影対象面を振動させることで提示する毛質感を向上させる試みを行う。さらに、ユーザが任意の質感語をテキスト入力すると、それに合わせて投影コンテンツが切り替わるプロジェクションマッピングシステムの構築を行う。
【分担者】光学シースルーディスプレイに関して、実シーンを完全に遮蔽できないという技術的制約を解消する、新たな遮蔽マスク技術の開発を行う。
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