2018 Fiscal Year Annual Research Report
Risk Reduction and Enhancement of Presence and Reality in Artificial Stereoscopic Vision
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16H02887
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
吉澤 誠 東北大学, サイバーサイエンスセンター, 教授 (60166931)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ３D酔い / 映像酔い / 臨場感 / 立体視 / 生体影響 / 感覚不一致説 / 能動視 / 重心動揺 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
映画・テレビジョン・テレビゲームの3D 化と高精細化（4K・8K 化）が急速に進んでいる．人工的立体視は，遠近感・臨場感・迫真性を与えることができる反面，眼精疲労や「３D 酔い」などの生体に及ぼす望ましくないリスクが伴う．広視野化と高精細化は臨場感・迫真性を増強させる可能性があるが，その分リスクも増える可能性がある．そこで本研究では，リスクを最小にしながら臨場感・迫真性を最大限に引き出すための方法を開発する．
映像酔いの原因として，視覚と前庭感覚の矛盾が映像酔いを引き起こすという感覚不一致説が唱えられているが，本研究では，このような感覚不一致状態を緩和することが臨場感・迫真性を高めることに寄与するという仮説を立て，この仮説を検証できるような実験系を新たに構築し，その有効性を検討した．
すなわち，頭部を回転させ頭部にかかる重力加速度を変化させることで使用者に前庭感覚を提示する手法を提案した．開発した装置では，ヘッドギアの前後左右に接続した4 本のワイヤをそれぞれモータで引くことで頭を前後左右に傾けることを可能とした．モータは変換アダプターを通してPC に接続されており，PC から各モータのトルク制御を行い，モータごとのトルクの差によって揺動を提示することができる．まずVRソフトのUnity で生成した映像の動きに合わせて加速度情報をPC 内で定義する．次に加速度情報をモータ制御情報に変換する．そして得られた制御情報をモータドライバに入力し，各モータを動かすことで提示を行うことができる．
しかし，実際に装置を用いて実験を行う際に人によって揺動の大きさや程度に個人差があるという問題点がある．そのため，使用者ごとにキャリブレーションを行う必要があると考えられ，加速度センサ情報に基づいた適切なキャリブレーションの方法を開発する必要があることが明らかとなった．
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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
映像酔いの原因としては，複数の入力チャンネルからの感覚情報間の不一致が原因であるという感覚不一致説が有力である．映像酔いの場合，前庭感覚情報からは静止している世界であると判断される一方で，視覚情報からは運動している世界であると判断され，感覚情報間に矛盾が生じる．昨年度までに，こうした映像酔いを防ぐために感覚矛盾を緩和するような「能動的視聴」を提案し，自身の動きに合わせて画面を追従させるモーショントラッキングを行った．このようにすると視覚情報と前庭感覚を一致させることができるため，感覚不一致状態を少なくすることができ，映像酔いを軽減すると期待された．
本年度では，この考え方を別の側面から発展させ，受動的視聴環境であっても，視覚と前庭感覚の間に矛盾が生じないようにする方式を新たに提案し，仮想環境の加速度状況にリアルタイムに応じて外部から頭部を強制的に傾かせるようなシステムのプロトタイプを構築した．このような実験方法は他に類を見ないため概ね順調に進展していると判断できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では，HMD を用いてVRコンテンツを利用する際に，映像に合わせた頭部揺動を与えることで酔いを低減できるという仮説を提案し，これを検証するための試作機の作製を行った．試作機の機構としては，ワイヤを用いて頭部を傾けることによって頭部にかかる重力加速度を変化させ，その分力によって使用者に加速度感を与える方式を提案した．また，この試作機により揺動を提示することができることを確認した．今後は，作製した試作機を用いて実際に加速度感が得られるかについて実験を多数回行い，本研究における提案手法が有用であるかについての検証を行う．提示するコンテンツとしては，被験者自身に加減速をさせるようなタスクを課し，本装置を用いて揺動を起こした場合と起こさなかった場合の結果を定量的に比較する予定である．
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