臨場感を強化したウォークスルーの実現

 

平岡 美紀

キーワード:仮想現実感 ウォークスルー 臨場感 VRML2.0 



1.はじめに

 近年、仮想現実感(Virtual Reality)は科学技術の分野で進展し、建築、医療、教育などあらゆる分野に応用されようとしている。
 情報を認知する上で、人間の感覚器官で最も重要とされているのは視覚である。さらに、聴覚情報を付加することによって、より臨場感のある仮想世界を実現することができる。「臨場感」とは、仮想世界にあたかも自分が実際に存在しているかのごとく感じることを言う[1]
 本研究は、臨場感を強化した仮想世界の作成により、現実感の要因を明らかにすることを目的とする。


2.ウォークスルー

 バーチャルリアリティとは、人間の外界認識を司る視覚、聴覚、触覚等の器官に対して、コンピュータによる合成情報を提示し、それによって人間の周囲に仮想的な世界を作り上げるための技術である。バーチャルリアリティ、あるいはそれによって作られるシステムでは、臨場感、対話性、自律性の3つの要素が重要だと言われている[2]。ウォークスルーとは、そうした仮想世界の中で自由に行動できる機能である。


3.VRML

 VRML(Virtual Reality Modeling Language)は、インターネットを介して3次元図形を扱う言語である。これまでのWWWブラウザは大量の蓄積された情報を探索し、ネットワーク間を移動する使い方が一般的であったが、VRMLを使うことによりWWWブラウザで3次元空間を自由に移動でき、表示画面は移動した場所から見える情景にリアルタイムに変化する。WWWブラウザで見るためにはVRML用のプラグイン(Livre3DCosmo Playerなど)が必要である。
 VRML1.0は動きのない3次元図形を記述する言語であったが、VRML2.0では動く3次元図形の記述が可能になった。他にも、音声やアニメーションなどのマルチメディア機能がある。 



4.人文棟の内部情報

 本研究室では、3年前から本学キャンパスのウォークスルーの実現が行われてきた。一昨年は、本学キャンパスを、昨年度は、人文棟の情報処理演習室、秘書実務演習室、2階の教室を作成した。VRML2.0が利用可能になり、以前に課題とされていた動きの記述が達成できるようになり、より臨場感を強化した仮想世界を作成することが可能になった。

 昨年までの研究で生じた主な問題点を以下に示す。

(1)動作がない。
(2)音がない。

 上記2つの問題点は、以下のように改善した。

(1)に対しては、部屋にドアやブラインドをつけた。
(2)に対しては、ドアをクリックするとノックする音が聞こえ、部屋に入ると各部屋の特性を示す音が聞こえるようにした。さらに、
(3)臨場感を強化するために、テクスチャを使用した(図1,図2参照)。
 
図1 Community Placeのサンプルのドア
図2 テクスチャを貼り付けたドア
 

5.本学キャンパスウォークスルーの実現

 動きや音をつけた本学キャンパスを作成するツールとしてPC-98上で「ヴァータスVR」「Internet 3D Space Builder(ISB)」「Community Place Conductor」を使用した。Community Place Conductorは、VRML2.0に準拠し、動作、音声、アニメーションなどを3次元空間の中で表現することができる[3]

本研究では、
(1)壁や床や天井などは、デジタルカメラを使い、実際の画像を取り込み、テクスチャとして貼り付けた。

(2)ドアは、引き戸と自動ドアのサンプルを使い、実際の画像と取り込み、テクスチャとして貼り付けた。
(3)音は、Goldwaveを使って、実際の音を録音した(作成した部屋の情報量を表1に示し、部屋の一例を図3に示 す)。

表1 作成したウォークスルーの情報量
各部屋に通じる部屋
15KB
情報処理演習室
826KB
秘書実務演習室
523KB
教       室
840KB
 
 
図3 情報処理演習室
 
 

6.評価実験

 昨年度、作成された人文棟の内部情報と、本研究の内部情報との臨場感の違いを調査する実験を行った。臨場感の要因としては、動作や音による効果は高かった。また、壁や床のテクスチャ表現により、ほとんどの人が現実感をより感じたと答えていたが、動作や音より低かった。動きや音は人間の日常生活の中で認知する頻度が高く、壁や床の認知度が低いからであると考える。
 現実感を感じるその他の要因として視点と光の効果がある。視点では、マウスの動かし方によって物が大きくなったり小さくなったりすることであり、光の効果としては、3次元図形に陰影を付けることにより立体感を強める効果がある。また、音声は、部屋に入っている間ずっと音が聞こえているより、ドアをクリックするとすぐに音が聞こえる方が、利用者の反応が返ってくるため臨場感が強化することが分かった。
 

7.課 題

 本研究では、昨年度の研究に、ドア、ブラインド、音声、テクスチャを付加して臨場感を強化した。さらに、現在のVRML2.0で、より現実世界に近い世界を構築することが可能である。それらを以下に示す。
@動画を用いることによって、テレビを見ているような感覚を得ることができる。
A本研究では、部屋に入るとずっと音が鳴りっぱなしだったので、スイッチをつけより臨場感のある世界になる。
B乗り物に乗って移動したり、エレベータに乗っているような感覚。
C木をだんだん大きくしたり、雲を動かしたり、鳥を飛んでいるかのように移動させると、より自律した世界になる。
次に、現在のVRML2.0では、不可能であるが、必要であるものを以下に示す。
@マルチユーザ機能への対応。キャンパスを訪れているユーザ同士がお互いにコミュニケーシ ョンをとることができる。
A触覚、力覚、味覚、嗅覚を備える。この感覚によって現実感を得ることができる。
 

8.おわりに
 
 現実感を強化させるためには、人間が持っているすべての感覚を備えることが望ましい。しかし、仮想世界を現実の世界に近づけるために現実の世界にあるものをすべて仮想世界に表せばよいというものではない。人間の日常生活での認知頻度の高いものを忠実に再現することが必要であると考える。
 今後、さらにバーチャルリアリティ技術の進展が予想される。仮想世界を、人間がどう感じ、人間の社会生活にどのような影響を与えるのかという人間科学的な研究に期待する。
 


謝 辞

 本研究にあたりご援助くださいました情報処理準備室の中島順美実習助手、情報機器演習非常勤講師の渡辺律子先生、実験・アンケートにご協力下さいました皆様に深く感謝いたします。
 

参考文献

[1]廣瀬通孝:「バーチャル・リアリティ」,産業図書株式会社(1993).
[2]廣瀬通孝:「バーチャルリアリティ応用戦略」,オーム社(1992)
[3]ロジャー・リー:「JAVA+VRML」,プレンティホール出版(1997).