2014 Fiscal Year Research-status Report
ＣＧ映像と実写映像を融合した映像教材制作技法と対話型理科仮想実験システムの研究
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25350348
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| Research Institution | Nippon Institute of Technology |
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Principal Investigator |
新藤 義昭 日本工業大学, 工学部, 教授 (40265369)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 洋 日本工業大学, 工学部, 准教授 (00275843)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 実写マッピング技法 / 理科仮想実験システム / ＣＧ映像シナリオ記述言語 / ３Ｄ立体視教材映像 / 統合型映像制作環境 / 人間型ソフトウェアロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人間型ソフトウェアロボットを用いた理科仮想実験システムの提示映像の臨場感向上のため、ＣＧアニメーションの舞台や小道具の中に実写映像を融合させる実写マッピングと名付けた融合技法の開発を目標とした。理科仮想実験システムは対話型システムなので、OpenGLによる実時間CG描画処理を行う必要がある。従来技法では、炎や煙などの流体を実時間描画するには物理演算プロセッサを用いた並列処理を行う必要があった。実写マッピングは、実写映像とＣＧ映像を融合させて流体表現を低コストで実現する技法で、３次元形状モデルに直接実写映像を投影する。形状モデルの形状を変形させると実写映像も同期して変形する。現在までに実写マッピングを実現するＣＧエンジンの開発はほぼ終了した。この技法を用いて、理科仮想実験システムの臨場感を向上させるための様々な教材コンテンツの開発を行った。主なものは、燃える炎、蒸気、沸騰する液体、はじける火花、爆発、風に揺れる樹木や樹林、排気煙、気体発生時の化学反応等である。この機能を組み込んだ理科仮想実験システムを開発し実際に中学校で実験授業を行った。また飛び出し型の３Ｄ立体視機能を映像教材に組み込むＣＧエンジンと３Ｄ立体視ブラウザの開発もほぼ終了し、理科仮想実験システムに組み込む事ができた。前年度に測定した３Ｄ立体視が中学生や高校生にどのような影響があるかを検査したデータを元に、視差調整機能や移動速度制限機能を組み込むことができた。ただし全てを３Ｄ立体視映像にするのではなく、効果があると認められる情報提示に限り学習者が立体視映像を選択できる形式で制作した。さらに今年度も高校生８０名を対象に、統合映像制作環境を用いたＣＧアニメーション制作実験を行ってシステムの評価を行った。１日のスクーリングで大多数の高校生がプレゼンテーション用のＣＧアニメーションの創作を行うことができた。
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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
実写マッピング技法を実現するＣＧエンジンの開発はほぼ終了した。この技法を用いた理科仮想実験システムの開発を行い、このシステムを用いて実際に中学校で理科仮想実験授業を行い、システムの評価を行ったが、現場の理科教師や受講した生徒達の双方に好評価であった。また、３Ｄ立体視映像を提示するＣＧエンジンの開発と理科仮想実験システムに組み込むための３Ｄ立体視ブラウザの開発もほぼ終了した。これらの機能を記述できるように、ＣＧ映像シナリオ記述言語の改良も行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
開発した技法を組み込んだ理科仮想実験システムの開発を進め、実写マッピング技法や３Ｄ立体視機能を生かした教材コンテンツの制作を続行する予定である。また、実際に中学校で実験授業を行って評価分析を行い、その結果を報告するとともに、さらなる改良を加えていく予定である。
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| Causes of Carryover |
購入を予定していた開発用のソフトウェアが発売延期となり、当該年度に入手することができなくなってしまったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
もし次年度に、予定していた開発用ソフトウェアが入手できる場合は購入する。しかしできない場合には、研究成果の発表用の旅費として使用する予定である。
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