バーチャルリアリティによる遠隔教育と教育的空間構築の試み

バーチャルリアリティによる遠隔教育と教育的空間構築の試み
○櫻井広幸，後藤真太郎，山下倫範，東川昌之，石松明長，藤村
哲，川田雅広，田中典子（立正大学），
福瀧敏典，安部和宏(富士通)，室本秀行(ＦＪＢ)，菅野智文(ＦＦＣ)，
神部勝之，鮫島正大 (ソリッドレイ研究所)
{sakurai, got, yamasita, mh, korokoro, tf, kawata, tenko}@ris.ac.jp,
{fukutaki, kabe}@jp.fujitsu.com, [email protected],[email protected],
{kambe, shark}@solidray.co.jp
キーワード：遠隔教育システム，バーチャルリアリティ，VR による教育的空間
１．はじめに
ィスプレイ，マイク，スピーカーを利用する方法
（１）立正大学サイバーキャンパスネットワーク
は，ある意味，元々次善の策といえるかもしれな
プロジェクト
い。遠隔教育にバーチャルリアリティシステムを
今回のプロジェクトにおいて，東京都品川区大
導入する理由は，遠隔地にいる者同士が空間を共
崎と埼玉県熊谷市の二つのキャンパスが高速大容
有することに適しており，また，学習効果を高め
［１］
量の回線で結ばれた
。そしてこのインフラを
るために体験的学習が重要だと考えられるためで
活用した様々な取り組みが可能となり，本プロジ
ある。
またバーチャルリアリティ空間においては，
ェクトの研究活動に関する利用計画において，よ
実空間では不可能なコミュニケーションが可能と
り先進的な試みとしてバーチャルリアリティシス
なる点，実空間では表現できない状態を可視化で
［２］
。バーチャルリアリティ
き，実空間では再現できない対象を提示すること
（Virtual Reality：ＶＲと略記）とは本来，1989 年
も可能となる点などをあげることができる。協
のTexpo’89 においてLanier Grimandらによって初
調・共同のコラボレーション作業や体験型学習に
テムが導入された
［３］
。
「バーチャル」は
も，さらに有効であろう。現段階では，ＶＲで教
「仮想」と訳されることがあるが，本来その意味
育的空間を構築し，それをマルチポイントの遠隔
するところは，
「物理的な実体はないが，機能の本
地から共有する意図で，実際的にこれを導入・運
質としては実在するもの」をさす。また，VRは，
用する試みはまだ非常に少ない。これに先進的に
受け手に対象の現実「感」
，実在「感」を生じさせ
取り組むことが，本システム導入の最大の目的で
ることができればよいとする方向のあることが指
ある。
めて使用された言葉である
摘される［４］。この意味でＶＲの問題は，感性科
学から論じることも可能であろう。
（２）バーチャルリアリティと遠隔教育
２．システム概要
今回立正大学で導入したＶＲシステム「オメガ
遠隔教育とは，相手が実際には目の前に存在し
ステーション」
（図１参照）の主な構成は，ソリッ
なくとも，時空の壁を越えあたかもそこにいるか
ドレイ研究所製立体視・ＶＲ空間構築ソフト「オ
のように教え，学び，協調作業することを目的と
メガスペースVer.３」
，回転センサーを取り付けた
している。したがってこのことから，遠隔教育と
Rockwell Collins Kaiser Electro Optics社製立体視用
いう発想は，本来バーチャルリアリティそのもの
ヘッドマウントディスプレイ（ Head Mounted
であると考えることができる。この観点からは，
Display ：以下，ＨＭＤと略記）「ＳＲ 80 」，
一定の教室に人々を集め，スクリーンあるいはデ
POLHEMUS社製３次元センサー(パトリオット)
を組み込んだImmersion Corporation社製グローブ
一つに「ＶＲ空間」として考えた際，ＨＭＤの方
型デバイス「サイバーグローブ」を組み合わせた
が 360°の視空間対応が容易であることが指摘で
ものである。重要な点は，これがパーソナルコン
きる。本システムのＨＭＤは，１ｍ先に 62 インチ
ピュータ・Windows上で動作するという点である。
のディスプレイを観ることと同等の体感があり，
オメガスペース用ＰＣとマルチポイントサーバと
回転センサーにより，頭を向けた方向に３Ｄ（立
しては，ともにCELSIUS N440(富士通社製)を使
体視）
空間がリアルタイムで描画される。
これは，
用した。
ＶＲ空間を構築する際に要点となる「没入感」を
高めるために非常に重要である。なお，
「没入感」
は自己が取り囲まれる感覚・状態を指す場合のみ
でなく，自己が没頭した感覚・状態を指す場合も
ある。またその他に，パーソナル化やスペースの
問題，臨場感の問題（自己観察の問題）や，他の
感覚ディスプレイを複数組み合わせることにもＨ
ＭＤは適していることが指摘されよう。
４．バーチャルリアリティによる教育的空間構築
遠隔教育において本システムを有効に機能さ
せるために，以下のような新しい機能の開発が検
討された。
そのいくつかを例示する
（仮称も含む）
。
空間プルダウン(フローティング)スクリーン
上記のドラッグ・ドロップ機能
ノイズリダクション型ヘッドセットによる音
声・音像効果
音声認識によるテキストスクリーン（フローテ
＜図１オメガステーション外観＞
ィングメモパッド）機能
インターネット・アクセスボタン
環境（背景）切り替え機能
アバターのためのスキャニング機能の組込
＜図２ＨＭＤ，サイバーグローブ装着状態＞
３．スクリーン投影型とＨＭＤ型
＜図３空間スクリーン操作のイメージ＞
ＶＲの視覚ディスプレイは，スクリーン投影型
とＨＭＤ型に大別されるであろう。本システムで
５．接続，運用の形態
は，まず，ＨＭＤの利用が検討された。これには，
接続，運用の形態に関し，以下のようなパターン
が考えられる。
ので，これらについても後述する。
（１）第パターン
：遠隔教育システム→ＶＲシステム
遠隔教育システム上の三つの信号，すなわち親
教室から送信されている「教師映像（板書画面を
含む）
」
「PC 画面の画像」
「書画カメラ（資料）画
像」のを取り込み，子教室（リモート）のＶＲ空
間内空間スクリーンで見ることができるようにす
る。空間スクリーンの解像度については，教師映
像および書画カメラ画像は 640×480pixel（信号は
各々NTSC
（RCA）
と RGB）
，
授業支援ソフト WING
－NET からの PC 画像は 720×480 pixel （NTSC
（RCA））であった。また，オメガステーション
＜図４ＶＲ空間内の状況＞
に装備された USB カメラで映像を取り込むこと
もでき，その場合の解像度は 640×480pixel であっ
（第パターンに関する評価）
た。
○グローブでスクリーンを掴んで回転○移動でき
（２）第パターン
るのは興味深い○SF 映画のようだ○スクリーンを
：VR システム→遠隔教育システム
手元に引き寄せる動作は日常に近くなじみやすい
ＶＲ空間内での様子や，その中で講義・説明し
○グローブの動きの精度がまだ低く，くせがある
ている状況が，遠隔教育システムのスクリーンに
印象で慣れが必要○３D なので立体感はあるのだ
映し出されるパターンである。
が，距離感が今ひとつ把握しにくい○ものに触れ
（３）第パターン
た時，何らかの手ごたえがほしい
：VR システム←→VR システム
（２）上記，第パターン（VR システム→遠隔教
ＶＲシステム同士をつなぎ，空間を共有する。
ここでは，
人物はアバターとして登場する。
また，
育システム）において考えられるコンテンツとし
て，図５のような例をあげることができる。
音声だけでなく，音声認識によるテキストスクリ
ーンもコミュニケーションツールに加える。
他に，
空間の背景を切り替える機能も用い，環境効果を
検討する。
６．コンテンツ及び評価等に関する基礎的データ
（１）上記，第パターン（遠隔教育システム→
＜図５ｺﾝﾃﾝﾂ例：熊谷キャンパスウォークスルー＞
ＶＲシステム）において考えられるコンテンツ例
として，図４に示すものを作成した。
これは，立正大学の熊谷キャンパス(両眼視差を
これは，特定の授業等で利用するコンテンツに
利用して映像を立体化しているので，すべてのコ
とどまらず，ある意味でＶＲ空間におけるインフ
ンテンツは，本来このように右眼用左眼用二つの
ラ整備的な側面も有している。
画面がリアルタイムで描画されている)をＶＲ化
今後の研究の基礎データとするために，若干の
したものであり，体験者は，あたかも探検する感
被験者を得て，これらを評価してもらった。今後
覚でキャンパスをウォークスルーできる。ビデオ
さらに開発を展開するためのデータなので，おも
映像や単なるＣＧではなくＶＲであるので，体験
に自由回答を基本とした。なお，同様の調査を第
者の望む方向へ自由に進むことが可能である。特
パターンおよび第パターンに対しても行った
に，この中にアバターなどで講師を配置し，受講
者になり代わった形でナビゲーター役をつとめる
するかで印象が全く変わるであろう○背景が変化
ことによって，受講者は体験的にコンテンツを視
するのがとても新鮮。変化のつけ方も影響する○
聴することができるであろう。体験型キャンパス
アバターに顔を貼り付けられるのは可笑しくて爆
紹介にとどまらず，方向感覚の実験・研究にも利
笑ものだった○アバターの描き方ひとつで，良く
用が可能であろう。なお，評価は以下のようであ
も悪くもなりそうである○せっかく相手といるの
った。
に，操作性が低いとかえって欲求不満になる○も
○周囲をみわたせるので，まさに空間という印象○
っと自然なポーズが可能になってほしい
色々な“イベント”を，ゲームばりに限りなく盛り
込めそうである○トレッドミルを使用したバージ
７．まとめと今後の課題
ョンが面白く，可能性がとても広がりそう○実際
本論文では，バーチャルリアリティによる遠隔
に歩く感じがよい○高速移動を選ぶとスピード感
教育と空間構築の試みについて検討した。そして
があり快感である○移動の速度変化にもっと多く
ＶＲ空間相互の連携による教育的空間を提案し，
の段階がほしい○移動速度が日常の歩行速度と不
いくつかのコンテンツを例示した。これらをいわ
一致のようで，違和感がある○縦方向の空間が直
ば一つのプラットフォームと考え，今後，必要と
感的に把握しにくい○手元・足元がみえにくく，
なる機能やコラボレーション・ツールとは何かを
狭い場所では特に動きづらい○長くやるとふらふ
検討し，適切な追加を行い，機能相互の連携を強
らする
化してゆくことが課題である。アバターに関して
（３）上記，第パターン（VR システム←→VR
は，アバターであるがゆえの利点［５］についても
システム）
において考えられるコンテンツとして，
考察を深めることを予定している。
図６のような例をあげることができる。
参考文献
［１］山下倫範，後藤真太郎，櫻井広幸，石松明
長，東川昌之，川田雅広，藤村哲，石田睦，
菅野智文，福瀧敏典，安部和宏，室本秀行，神部
勝之，鮫島正大，清水宣明：立正大学における遠
隔教育システム導入の試み，
平成 17 年度情報処理
教育研究集会発表論文集，pp.336-340，2005．
［２］櫻井広幸，後藤真太郎，山下倫範，東川昌
之，石松明長，福瀧敏典，安部和宏，室本秀行，
菅野智文，神部勝之，鮫島正大：バーチャルリア
リティを取り入れた遠隔教育の試み，
平成 17 年度
情報処理教育研究集会発表論文集，pp.521-525，
＜図６ＶＲ空間におけるアバター型対面＞
2005．
［３］廣瀬通孝：
「バーチャルリアリティ」オー
これは，ネットワークを介して遠隔地にいる人
ム社，pp.1-6，1995．
物とＶＲ空間で出会い，知識や情報を共有してい
［４］櫻井広幸：現実観とバーチャルリアリティ
く・教えあうという，いわば，教育の原点のひと
観に関する一考察，
立正大学心理学研究所紀要，
1，
つをイメージするものである。
pp.31-42，2003．
なお，評価は以下のようであった。
［５］
佐久本功達，
杉本雅彦，
櫻井広幸，
石原学，
○向かい合っていると，まさに空間を共有してい
杉本和隆，志方奏：パソコン会議システムを利用
る感じ○共同作業にむいている印象○参加人数が
した不登校生徒に対する情報教育の試み，科学
多くなれば，壮観だろうなと思う○何を見るか，
教育研究，24，4，pp.226-239，2000．

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