バーチャルリアリティ・ 制作 Virtual Realityとその応用－２ 複合現実感・テレイグジスタンス－２ ２つのバーチャル世界（復習） 構成された世界（＝空間） 現実空間のモデル 現実の空間だが 遠方，危険，など感覚器の限界の世界（テレイグジスタンス） 教育，訓練や設計 空間 フライトシミュレータ，バーチャルプロトタイピング 超現実空間のモデル 空間 相対性理論の世界 数学（ベクトル場など）の世界 アミューズメントやアート 伝達された世界（ネットワークを介したVR） リアルタイムの ロボットの 伝達された空間（復習） VR+ネットワークで何が出来るか? Surrogate Travel Virtual Office Home Medical care Virtual Reality Network Data Base Virtual Public Facilities Museum,Zoo,Library,etc. Home Shopping Virtual Conference 伝達された空間の例（復習） Telexistence 人間の の制約を解いて自由な空間で自 在に行動することを可能とする 自分の である のいる場所に自分が実際 に存在するような （視聴覚，力覚機能）を得なが ら，その「 である」ロボットを操る つまりは「 を介して を遠隔地に 瞬時に運び，そこにあたかも するような で 行動する技術」のこと 災害救助や実際に人間がやるには危険な作業（ロボット 漫画の世界？）などへも応用可能 テレイグジスタンス（復習） 操作 視覚情報 Master side Slave side Presented by Tachi Labo. in University of Tokyo もっと身近なTelexistence（復習） ネットワーク技術とロボット技術の結合 遠くにあるロボットを自分のうちからでもオフィス からでも携帯からでも操作できるようにする インターネットのような気軽さで，世界中の公共施設， 公園，博物館，ショッピングセンター，家庭などのロ ボット機器を自由に操作できる 通信販売であるにもかかわらず，実際に手にとって確 かめて買い物が出来る 遠隔地にいる家族との五感によるふれあい もっと身近なTelexistenceの例 RobotPHONE （東大舘研） ロボットを用いた新しい ロボットを介して， を伝える事が出来る ロボットを人へのインタ フェースとして考えた， Robotics User Interface (RUI)の例 Telexistenceの問題点１（復習） ロボットの は 空間と変わら ない感覚 Telexistenceされた側は？ 例えば，Telexistenceシステムで家族とふ れあう状況を考えてみよう Telexistenceされる側にも の姿や声が感じられなければならない Telexistenceの問題点２ 遠隔制御におけるネットワークの 「ロボットのアームが物体に触れたから手を止める」 実際にアームが物体に触れたのは数秒前 「手を止める」命令がさらに数秒遅れで届く つまり，「すでにアームが物体を破壊している！」 アームを 動かす？→ Predictive Display ロボットの動きをシミュレーションで 操作者 時間補償 シミュレータ ロボット 直接のリンクはない 人が自分の動きと他者の動きと区別する境界： 問題点1の解決案：相互テレイグジスタンス Mutual Telexistence from Master to Slave 操作意図， from Slave to Master 視覚情報， Master 愛・地球博で発表 Slave マスターコクピット 立体映像表示 東大 舘・川上研 Mutual Telexistence Mutual Telexistence スレーブ側の見た目 マスタ側の操作 相互テレイグジスタンスのイメージ Mutual Telexistence 将来像 遠隔地にいるロボットの操作者の存在 感をリアルに 感じながらコミュニケーションを取ることができ・・る？ Mutual Telexistenceのもう一つの例 空間通信（空間共有） は の「Mutual Telexistence」 バーチャルリアリティにおける情報通信は， 「 」の通信 メッセージ，言葉だけでなく，「 を共有」する ことができる 「 情報」の伝達と共有 アイコンタクト，身振り手振り，位置関係など TV電話は何故普及しないのか？ 人を正面に見据える状況はかなりフォーマルであり自 然ではない 空間的情報の交換が非常に重要 携帯のＴＶ電話機能で何を送信した事がありますか？ 空間通信の例 高臨場感会議（復習） バーチャル会議室を により生成する 参加者も により表示される（ ） 送信側の参加者の動きや操作意図は，遠 隔地の受け手に送られ，受け手側の視点 の位置を考慮してリアルタイムに表示され る バーチャル空間を共有して協調作業が可能 立体映像が可能 こんな会議室（復習） 不気味の谷 外見と動作が「人間 にきわめて近い」ロ ボットと「人間と全く 同じ」ロボットによっ て引き起こされると 予想される嫌悪感の 差 ロボット工学者，森 政弘により1970年 に提唱 「不気味の谷」を越える試み バーチャル空間の中に した他者がいるとリ アルな距離感が生まれる 他者のどこをみて を感じるのか？ そもそも，バーチャル空間の中の自分自身（＝アバ タ）を させている要因は何か？ バーチャル空間内に自分のアバタを作り，様々に 変数を変えて を計測，どの変数 がリアリティを生むのか，違和感を起こさせるのか 計測 VRのもう一つの要素としての「 」 CGではない実情報によるアバタ ビデオアバタ ① 2.5次元ビデオアバタ で撮影 された映像を ことによ り，どの方向からも正しい姿が見え るようにする スクリーン上の を予測， のみ抽出 Image Based Rendering (IBR) 長所 短所 ビデオアバタ ② 3次元ビデオアバタ カメラを利用した まず，人体のラフな を 計測，モデルを再構築 を へ貼り付け る（テクスチャマッピング） 完全な身体モデルを得るには の三眼カメラが必要 長所 ため バーチャル空間からの切り出し，空 間への埋め込みが容易 短所 TWISTER 裸眼高視野角立体映像による相互テレイグジスタンス 未来の電話ボックスのメタファ？ TWISTER TWISTER TWISTER 映像提示 動画提示 運動が抑制される（運動 視差には向かない） 原則一人利用 相互コミュニケーションのための と のハードウェ ア構成を容易に兼ね備える TWISTER IV 垂直画素数：600[pixel] 水平画素数(360度):3168[pixel] 提示面半径:1000[mm] 提示面高さ幅1200[mm] 画素ピッチ:2[mm] 回転速度:1.66[rps] フレームレート:60[fps] 輝度階調:RGB各10ビット Mixed Reality（複合現実感：復習） 環境と れぞれ Augmented Reality 環境を重ねることにより，そ 情報を獲得する技術 世界をベースに，その上に 世界を重ねる 技術 Augmented Virtuality 世界をベースに，その情報を り増強する技術 世界の情報によ Augmented Virtualityの例 空間アルバム 3DCGを用いたビデオ閲覧システム ビデオカメラで撮影された映像と同時に，ビデオ ， ， などを保存 3DCG空間に を配置，それをクリック する事により ビデオが表示 される ユーザは見たい場所に移動して，その場所の映像を 見る事が出来る この場合の3DCG空間は， 情報を持たない Augmented Virtualityの例 TimeWalk 3DCG空間が 情報を持つ ビデオカメラの動きは オブジェクト として表現される バーチャル空間の時刻（ ）の情報が提示される が， は「 情報」であるため，その瞬間の情報 が存在しない場合は 。このような「点と 点の積演算」は実用的でないため，「 の 」も同時に表現する 「 （詳細情報が現 れる）」表示方法をTemporal LOD (Level of Detail)と呼ぶ。 空間的に近い物体の情報を詳しく表示するSpatial LODと 同様の考え方（後述） 時間を移動する場合の 空間オブジェクトの見え方 オブジェクト オブジェクト 時間の流れ Augmented Realityの例 Name-at 実時間ビデオに を重ねたARの応用例 定点カメラの映像（向き）をwebから操作 web上の「 」をクリックする事により，そ れに相当する が表示される，空間ハイパーメディア ビデオ中の地物に が重畳，そのラベルをク リックする事により，その地物に関するwebが開く 映っている地物の （ ）により，重畳される情 報量（情報表現の ）を制御する（S-LOD） プライバシーの侵害になるような角度の映像の場合は 解像度を自動的に落とす ウェアラブルコンピュータとAR ， センサ等との併用 コンピューティング， 型コンピュータとの併用 目前の物体の情報を現実世界へ投影 建物や花や風景など図鑑的情報 作業手順の重ね合わせ 見えない壁の中の配管構造の透視 体験の記録 RFIDを用いた屋外・屋内シームレスな位置情報提示 情報化する実空間（愛知万博の例など） GPSとジャイロセンサの応用例 GPS, Gyro 視点の と が GPS とジャイロセンサに よって計測される。 コンピュータは を持つ。 ユーザがビルを見上げ たとき，そのビルに関す る情報がディスプレイに 表示される。 Micro Display computer ISMAR03* ウェアラブル型注釈提示システム 現実環境にCGで描かれた注 釈情報を重畳表示し，ユーザ に直感的に情報を提示するシ ステム にまばらに設置された 簡単なセンサと を 用いてユーザ の計測 を，ユーザが装着する センサを用いて の計 測を行う において にユーザの位 置計測を行える， で 利用可能なウェアラブル注釈 提示システム 奈良先端大 *IEEE and ACM International Symposium on Mixed and Augmented Reality 2003年が2回目の開催 ISMAR03 ウェアラブル型注釈提示システム ISMAR03 Weavy：パーソナルポジショニング 歩行者の腰部に装着されたセンサモジュー ル（加速度・角速度・磁気）から得られるデー タ時系列を解析し，歩行による相対位置移動 を計測 頭部に装着されたカメラから得られる画像と データベース中の画像群との照合を行い，腰 部センサモジュールの位置情報のずれを補 正 することなくパーソナル ポジショニングを実現 情報化する実空間 東大先端研バリアフリー実験空間 約1700平方メートルの空間に1300個のRFID タグ(300MHz)が1.2mピッチで埋没 各タグは固有IDを持つアクティブ型で0.2秒ごと に発信 アンテナ+ウェアラブルコンピュータ装着者の位 置を1m以下の精度でリアルタイム計測可能 5mおきにホットスポット設置 いくつかのホットスポットにネットワークカメラ （現在30台）を設置，空間情報を記録，リアルタ イム解析 情報化する実空間 東大先端研バリアフリー実験空間 情報化する実空間 東大先端研バリアフリー実験空間 盲聾者ナビゲーション 環境の変化に対応する動的 点字ブロックの提案 ユーザの位置情報の取得 環境情報のリアルタイム取得 誘導路決定プロセス 決定結果のユーザへの伝達 100ms毎に新しい誘導路を決 定可能 ウェアラブルコンピュータ 指点字インタフェース 愛知万博における領域型展示計画 建築によらない展示システムの提案 建築物の量を削減し，自然の環境負荷を最 小限に抑えるため，屋外をそのままの状態 で展示体験空間として活用 ウェアラブルコンピュータ+HMDを用いて， 自然環境の中で情報環境にアクセスする 装置が高価であること，装着しているという 違和感，情報の質の問題などから却下 愛知万博における領域型展示計画 このときの技術はこういうところで使われています 例１ 例２
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