没入型可視化環境における3次元ユーザインタフェイスの統一プロトコル構築

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14780221
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 井村 誠孝 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助手 (50343273)
• Keywords: 可視化 / 没入型ディスプレイ / ユーザインタフェイス / 人工現実感

Research Abstract

1.可搬性の高い可視化環境の構築
昨年度行ったインタフェイスデバイスの機能分析に基づき、プロトコルの実装を行った。実装方法の検討に際してはオブジェクト指向分析を行うととで可搬性の高い階層的プロトコルが構築された。グラフィクス描画部分にはOpenGL Performerを用いることで、デスクトップから没入型ディスプレイまで、環境を選ばない可視化システムを実現した。また可視化に近年進歩の著しいGPUを使用する手法について検討を行った。
2.可視化環境における新たな情報提供チャネルとしてめ五感インタフェイスの構築
視覚を補助するために他の感覚を利用することを目指し、2種類の触覚ディスプレイと1種類の嗅覚ディスプレイを構築した。触覚ディスプレイは従来の装置では困難だった(1)衝撃力(2)柔らかさを再現することを目的とした。また嗅覚ディスプレイはユーザの行動を提示のトリガとすることで従来の装置よりも高い即応性を実現した。これらのデバイスと視覚との併用によりデータの言うなれば可覚化への先鞭となる環境を構築した。
3.没入型可視化環境における遠隔地間情報共有のためのマーカーレスユーザ動作認識
可視化を行う没入型環境は、ユーザに行動の自由度があるが、従来のインタフェイスデバイスはユーザの行動を制限するため、没入型環境の特長を充分に生かすことができなかった。本研究では、複数のカメラにより得られた画像をリアルタイム処理することで、マーカーレスでユーザの顔や手の位置を認識し、動き情報に基づいて仮想物体とインタラクションできるインタフェイスを開発した。没入環境では映像提示のために照明条件が一定ではないことから、色情報を利用せず、ステレオ視によって疎であるが信頼度の高い距離情報を得、それらを離散化した後に補間することで照明条件の変化にロバストな位置検出を実現した。

Research Products

• [Publications] 井村誠孝: "没入型可視化環境における3次元ユーザインタフェイスの統一プロトコル"システム制御情報学会研究発表講演会講演論文集. (発表予定). (2004)
• [Publications] Masataka Imura: "Real-Time Human Motion Analysis Based on Quantized Depth Map"Nicograph International 2004. (発表予定). (2004)
• [Publications] 松井信也: "直動式ソレノイドを用いた撃力提示デバイス"日本バーチャルリアリティ学会第8回大会論文集. 29-32 (2003)
• [Publications] 福中謙一: "MR流体による柔らかさ提示デバイス"システム制御情報学会研究発表講演会講演論文集. (発表予定).
• [Publications] 望月有人: "能動的な匂い知覚のための嗅覚提示装置の開発"インタラクション2004論文集. 33-34 (2004)
• [Publications] 天田崇: "グラフィクスハードウェアを用いた水の実時間描画"システム制御情報学会研究発表講演会講演論文集. (発表予定). (2004)