単眼で視認する拡張現実ディスプレイの実際場面での利用－認知過程の解明と有効性検証

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K00205
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 篠原 一光 大阪大学, 人間科学研究科, 教授 (60260642)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 紀ノ定 保礼 静岡理工科大学, 情報学部, 講師 (00733073) ; 木村 貴彦 関西福祉科学大学, 健康福祉学部, 准教授 (80379221) ; 北村 昭彦 大阪大学, 人間科学研究科, 助教 (70807817)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 拡張現実 / 単眼 / ヘッドアップディスプレイ / 変化の見落とし

Outline of Annual Research Achievements

本年度は単眼拡張現実提示を利用している時の認知プロセスを明らかにするという目的に関連して、変化見落としパラダイム（一部に違いのある２つの映像を交互に提示し、違いを発見して報告する）を利用した実験研究を実施した。このパラダイムでは映像を切り替える際に短時間妨害刺激を提示すると、違いを発見することが難しくなるが、同パラダイムを用いた先行研究では単眼のみに妨害刺激を提示すると発見が妨害刺激が提示されない場合と同様に簡単になることが示されている。これは単眼で拡張現実像(AR像)を提示すればその像は必要に応じて無視できることを示唆するが、これがAR像の特性と無関係に生じるかは不明であった。そこで本実験では妨害刺激として、非常に無視しにくいモンドリアン刺激（様々な色・大きさの長方形をランダムに組み合わせた刺激）を用いた。独立変数として、妨害刺激の観察方法（両眼・単眼）、妨害刺激の輝度（高・中・低）を操作した。
実験の結果、妨害刺激を両眼で見る方が単眼で見るよりも発見が遅くなった。また単眼、両眼とも妨害刺激の輝度の効果が見られ、妨害刺激の輝度が高い方が発見が遅くなった。また先行研究で実施された妨害刺激を提示しない場合と比較した場合、本実験での単眼条件のほうがより発見が遅くなり、変化の見落としが発生したと解釈される可能性があった。これらの結果から、単眼にAR像が提示される場合、それが視覚的に顕著な刺激であれば必ずしも無視されず、その像の心的表象が形成される可能性があると考えられる。
また現実空間（運転場面など）で単眼情報提示を行うための機材の検討として、市販されている単眼ヘッドマウントディスプレイを検討し、実際の実験で使用するのに適した機材を選定・購入した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度においては、単眼ARと両眼ARを比較し、単眼ARの利点が明確になる条件を調べるとともに、単眼AR利用時の認知プロセスを明らかにすることとに重点を置くとしていた。この点は内容的には当初予定していたものとは異なっているものの、実験的検討を実施できたことである程度達成できたと考えている。また、実際の運転場面や移動を伴う作業状況でも単眼ARの利点を得られるかを検討するというもう一つの目的に関しては、機材の検討や検証が本年の計画であったが、この点もある程度達成できたと考えている。

Strategy for Future Research Activity

単眼AR利用時の認知プロセス検討については当初の予定通り、実験的検討を継続して行う予定である。本年度の研究では妨害となるAR像として無意味刺激を使用したが、実際の使用場面ではAR像として提示された視覚情報から情報を読み取る必要がある。この場合はAR像の内容を読み取ることと、現実世界からの視覚情報を読み取ることを切り替えつつ実施することになる。このような刺激の意味性を検討することで、現実場面で単眼ARを利用する時の認知過程をさらに明確化できると考える。
また単眼ヘッドマウントディスプレイ(Head-Mounted Display: HMD)を使い、実際の行動場面での研究についても着手する予定である。検討対象となる具体的な行動場面としては、ドライビングシミュレータを使って運転している際に運転に関連する情報を単眼HMDで提示し、これを読み取っている際の前方での緊急事態に対する反応や疲労・メンタルワークロードを測定することや、自分の前方で作業用機械を使って作業している際に作業者が装着した単眼HMDに情報を提示することが、作業効率や疲労等に対してどのような影響をもたらすかを検討すること等を想定している。

Causes of Carryover

平成29年度に計画した研究のいくつかについて実施に至らないものがあり、これに伴い予定していた物品の使用や謝金の執行がなく、次年度使用額が生じた。平成30年度では平成29年度に実施出来なかった実験研究を実施する予定であり、また成果の国際発表も予定しているため、次年度使用額も合わせて支出される見込みである。

Research Products

• [Presentation] Superiority of Monocular Augmented Reality when Continuous Viewing is Required (2018)
  • Author(s): Kitamura,A., Kinosada, Y., Kimura, T., Shinohara, K., Sasaki, T., Okumura, H., Hotta, A.
  • Organizer: Society for Information Display's Display Week 2018
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Remarks] 拡張現実を利用した視覚情報呈示
  • URL: http://acpsy.hus.osaka-u.ac.jp/ar.html