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2021 年度 実施状況報告書

運動視差と両眼視差の協調効果とその3D表示への応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K11919
研究機関徳島大学

研究代表者

水科 晴樹  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 講師 (20389224)

研究分担者 陶山 史朗  宇都宮大学, オプティクス教育研究センター, 特任教授 (70457331)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード運動視差 / 奥行き知覚 / 両眼視差 / 書き割り効果
研究実績の概要

従来の二眼式3Dディスプレイにおいては,左右眼の視力差が大きい不同視の場合は奥行き知覚が困難になる,あるいは,立体形状の歪みや空間知覚の違和感があるなどの問題がある.本研究では二眼式3Dディスプレイでは運動視差が再現されていない点がこの原因のひとつではないかと考えた. そこで本研究では,運動視差をひとつの奥行き知覚手がかりとしてだけでなく,両眼視差と協調して機能し,両眼立体視を促進する効果を持つものとして考える.令和3年度は令和2年度に引き続き,両眼視差に運動視差を付加することの有効性を検証した.
令和2年度は,両眼視差で規程される奥行きを画面奥100 mmに固定していたが,令和3年度はさまざまな奥行きに対応可能かどうかを確認する評価実験を実施した.両眼立体視を困難にする状況としては,左右像の大きさが異なる場合を設定した.また,立体形状の歪みや空間知覚の違和感として,3Dで表示された物体が平べったく知覚される「書き割り効果」に着目し,専用の実験設備を整備し,運動視差を付加することの効果を評価した.その結果,
1.左右眼に呈示する像の大きさが異なる場合,両眼視差で規定される奥行きを画面奥200 mmまで拡張しても,両眼視差と一致した奥行きに対応する運動視差を付加することで,奥行き知覚の劣化が改善されることが明らかになった.このことは、さまざまな奥行きに対して運動視差を付加することが効果的であることを示す.
2.両眼視差に運動視差を付加することで,書き割り効果が改善されることが明らかになった.ただし,適切な運動視差を与えないと効果が得られないことが示された.
以上より,左右眼の像の大きさが異なる場合や3D形状の知覚に歪みが生じている場合に,両眼視差に運動視差を付加することで,それらの改善が可能であることを明らかにした.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究実績の概要欄に示したように,各研究項目において,申請書に記載したものとほぼ同等な進捗状況となっている.

今後の研究の推進方策

現時点では,研究は計画通りに進行しており,令和4年度も交付申請書の記載に沿って進行する予定である.これまでの研究で明らかになった運動視差と両眼視差の協調効果の結果を受けて,以下の通り推進する.
1.運動視差の持つどのような要素が立体視とそれに伴う奥行き知覚の改善に有効であるかの評価を行う.本研究では,運動視差刺激の「連続性」と「運動方向転換の有無」の2点に着目し,心理物理実験により奥行き知覚,ここでは特に立体形状の知覚に関する評価を行う.実験設備については,令和3年度までに整備したものを用いる予定である.
2.ここまでの評価実験で得られた知見を基に,従来型の3Dディスプレイに運動視差を効果的に付加するための実装可能な技術についての検討・評価を行う.運動視差を呈示可能な方式として,現時点では頭部追跡システムが有望であると考えているが,運動視差を呈示するのに必要な複数視点の画像をどのように撮影するかの検討を行う.また,これが立体形状の知覚に与える影響やその限界についても明らかにする.
以上を,最終年度の令和4年度に実施予定である.

次年度使用額が生じた理由

当初,旅費として計上していた額が,コロナ禍による国際会議,国内学会・研究会のオンライン開催への移行にともない支出されないこととなり,次年度使用額が発生した.
次年度はコロナ禍の収束および学会のハイブリッド開催の普及等により,旅費の一定額の支出が見込まれ,さらに新規に構築する実験系の部材調達およびその充実のために,次年度使用額を充当することを計画している.

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2022 2021

すべて 学会発表 (31件) (うち国際学会 15件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] 平面フォグスクリーンに画像を投影した際に知覚される奥行きに関する評価2022

    • 著者名/発表者名
      梅本 真己, 水科 晴樹, 陶山 史朗, 山本 健詞
    • 学会等名
      第20回関西学生研究論文講演会
  • [学会発表] ステレオ画像における書き割り効果低減のための運動視差の付加に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 宏輔, 水科 晴樹, 陶山 史朗, 山本 健詞
    • 学会等名
      第20回関西学生研究論文講演会
  • [学会発表] VELF3D(Visually Equivalent Light Field 3D)ディスプレイに表示した文字の読みやすさの評価2022

    • 著者名/発表者名
      鎌田 廉, 水科 晴樹, 山本 健詞, 陶山 史朗, 伊達 宗和
    • 学会等名
      映像情報メディア学会技術報告
  • [学会発表] プロジェクタを用いたパースペクティブを利用した疑似3D表示方式における刺激条件の奥行き知覚への影響2022

    • 著者名/発表者名
      田村 豊貴, 水科 晴樹, 山本 健詞, 陶山 史朗
    • 学会等名
      映像情報メディア学会技術報告
  • [学会発表] 滑らかな運動視差を有するアーク3D表示方式による遠距離3D像の奥行き知覚の実物体への貼り付き問題の改善2022

    • 著者名/発表者名
      安井 猛, 中野 綺砂, 水科 晴樹, 陶山 史朗, 山本 健詞
    • 学会等名
      映像情報メディア学会技術報告
  • [学会発表] 両眼立体視において左右眼の網膜像サイズに差異が生じている際に発生する奥行き知覚の不安定性の運動視差による改善効果2022

    • 著者名/発表者名
      福田 優介, 山本 健詞, 陶山 史朗, 水科 晴樹
    • 学会等名
      映像情報メディア学会技術報告
  • [学会発表] 奥行きが異なる2つの空中像を重畳表示した際にテクスチャが奥行き知覚に与える影響について2022

    • 著者名/発表者名
      清原 稜, 水科 晴樹, 山本 健詞, 陶山 史朗
    • 学会等名
      映像情報メディア学会技術報告
  • [学会発表] 3D image and real object have differences? ~ Enhancing or fooling image reconstruction in brain ~2021

    • 著者名/発表者名
      Shiro Suyama, Hirotsugu Yamamoto, Haruki Mizushina
    • 学会等名
      The 28th International Display Workshops (IDW '21)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pseudo gaze direction change for 2D communications by spatial blending and boundary blending of luminance of 2D face images with different gaze directions2021

    • 著者名/発表者名
      Yurie Nakagawa, Haruki Mizushina, Shiro Suyama, Kenji Yamamoto
    • 学会等名
      The 28th International Display Workshops (IDW '21)
    • 国際学会
  • [学会発表] Advanced Secure Display Using DFD Display with Fuzzy Perceived Depth Images and Dummy Information2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Fujikawa, Haruki Mizushina, Kenji Yamamoto, Shiro Suyama
    • 学会等名
      The 28th International Display Workshops (IDW '21)
    • 国際学会
  • [学会発表] Reduction of Perceived Depth Instability in Aerial Image by Using Hand or Tools to Aerial Image Position2021

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kiyose, Kenji Yamamoto, Haruki Mizushina, Shiro Suyama
    • 学会等名
      The 28th International Display Workshops (IDW '21)
    • 国際学会
  • [学会発表] Fresnel Arc 3D display for rewriting 3D image with high-pixel-density arrangement and automatic arc-scratch generation2021

    • 著者名/発表者名
      Haruto Taguchi, Haruki Mizushina, Kenji Yamamoto, Shiro Suyama
    • 学会等名
      The 28th International Display Workshops (IDW '21)
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposal of a method to reduce visual discomfort of head-mounted displays by moving the lens in accordance with eye movements2021

    • 著者名/発表者名
      Yuto Mori, Haruki Mizushina, Kenji Yamamoto, Shiro Suyama
    • 学会等名
      The 12th International Conference on 3D Systems and Applications
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement on sticking depth issue of 3D image by Arc 3D display with moving head or moving Arc 3D display2021

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yasui, Kisa Nakano, Haruki Mizushina, Shiro Suyama, Kenji Yamamoto
    • 学会等名
      The 12th International Conference on 3D Systems and Applications
    • 国際学会
  • [学会発表] DFD表示による奥行き分布のばらつきを持つランダムドットとダミー情報による高度な視覚的セキュリティ2021

    • 著者名/発表者名
      藤川 和也, 水科 晴樹, 山本 健詞, 陶山 史朗
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2021
  • [学会発表] プロジェクタを用いたパースペクティブによる擬似3D表示方式における観察条件の奥行き知覚への影響2021

    • 著者名/発表者名
      田村 豊貴, 水科 晴樹, 山本 健詞, 陶山 史朗
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2021
  • [学会発表] 左右の網膜像の大きさが異なる場合における両眼立体視の不安定な奥行き知覚に対する運動視差による改善効果2021

    • 著者名/発表者名
      福田 優介, 山本 健詞, 陶山 史朗, 水科 晴樹
    • 学会等名
      信学技報
  • [学会発表] 2D顔画像を組み合わせた脳内補完による空間ブレンディングと画像の境界ブレンディングによる簡易的視線表示システムにおける顔画像の向きと組み合わせ比率の影響2021

    • 著者名/発表者名
      中川 友莉恵, 陶山 史朗, 山本 健詞, 水科 晴樹
    • 学会等名
      映像情報メディア学会技術報告
  • [学会発表] ヘッドマウントディスプレイ観察時の視覚的違和感に対する視線の移動と短焦点レンズによる像の歪みの影響2021

    • 著者名/発表者名
      森 勇登, 山本 健詞, 水科 晴樹, 陶山 史朗
    • 学会等名
      映像情報メディア学会技術報告
  • [学会発表] フレネルアーク3D表示における画像書き換え方法と画素配置方法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      田口 遼斗, 水科 晴樹, 山本 健詞, 陶山 史朗
    • 学会等名
      映像情報メディア学会技術報告
  • [学会発表] 手や道具を用いたハンドリーチング法による空中像の奥行き知覚おける不安定の軽減2021

    • 著者名/発表者名
      清瀬 直樹, 山本 健詞, 水科 晴樹, 陶山 史朗
    • 学会等名
      映像情報メディア学会技術報告
  • [学会発表] Accommodation and Vergence Responses to Electronic Holographic Displays Compared with Those to Stereoscopic Displays2021

    • 著者名/発表者名
      Haruki Mizushina, Ippei Negishi, Junya Nakamura, Yasuhiro Takaki, Hiroshi Ando, Shinobu Masaki
    • 学会等名
      2021 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Unstable Depth Perception of Aerial Image in Crossed Mirror Array Can Be Controlled by Changing Fixation Distance2021

    • 著者名/発表者名
      Haruki Mizushina, Kohei Yamamoto, Shiro Suyama
    • 学会等名
      2021 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 円錐面上の線刻によるアーク3D 表示における光線解析と可視化2021

    • 著者名/発表者名
      川上 亜玖吾, 水科 晴樹, 陶山 史朗, 山本 健詞
    • 学会等名
      第21回情報フォトニクス研究グループ研究会(オンライン合宿)講演予稿集
  • [学会発表] Pseudo face-orientation change for 2D communications by spatial blending of 2D face images with different face orientations2021

    • 著者名/発表者名
      Yurie Nakagawa, Haruki Mizushina, Kenji Yamamoto, Shiro Suyama
    • 学会等名
      The 21st International Meeting on Information Display
    • 国際学会
  • [学会発表] Advanced secure display using DFD display with fuzzy perceived depth images by combining random dot configuration and fuzzy luminance distribution2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Fujikawa, Haruki Mizushina, Kenji Yamamoto, Shiro Suyama
    • 学会等名
      The 21st International Meeting on Information Display
    • 国際学会
  • [学会発表] Visual discomfort reduction in head mounted display by moving the lens according to the gaze-point motion2021

    • 著者名/発表者名
      Yuto Mori, Haruki Mizushina, Kenji Yamamoto, Shiro Suyama
    • 学会等名
      The 21st International Meeting on Information Display
    • 国際学会
  • [学会発表] Depth Perception of Distant 3D Image Displayed Behind a Real Object by Arc 3D Display2021

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yasui, Kisa Nakano, Haruki Mizushina, Kenji Yamamoto, Shiro Suyama
    • 学会等名
      The 21st International Meeting on Information Display
    • 国際学会
  • [学会発表] Reduction of Perceived Depth Instability in Aerial Image by Reaching Hand for Aerial image Position2021

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kiyose, Haruki Mizushina, Kenji Yamamoto, Shiro Suyama
    • 学会等名
      The 21st International Meeting on Information Display
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposes and developments of a new Arc-3D-image rewriting method in Fresnel Arc 3D display2021

    • 著者名/発表者名
      Haruto Taguchi, Haruki Mizushina, Kenji Yamamoto, Shiro Suyama
    • 学会等名
      The 21st International Meeting on Information Display
    • 国際学会
  • [学会発表] DFD 表示およびアーク 3D 表示の実世界への拡張2021

    • 著者名/発表者名
      水科 晴樹, 陶山 史朗
    • 学会等名
      ホログラフィック・ディスプレイ研究会会報
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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