複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfkeywords:...

24
平成 22 年度 公立はこだて未来大学卒業論文 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作 アーキテクチャ学 1006109 2011 1 31 Research of a Special Effect Stage for Bayblade with Mixed Reality by Masahito SUGAWARA BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Advisor: Kazushi MUKAIYAMA Department of Media Architecture Future University Hakodate January 31, 2011

Upload: others

Post on 17-Oct-2020

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

平成 22年度 公立はこだて未来大学卒業論文

複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作

菅原 雅仁

情報アーキテクチャ学科 1006109

指導教員 迎山 和司

提出日 2011年 1月 31日

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with

Mixed Reality

by

Masahito SUGAWARA

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011

Advisor: Kazushi MUKAIYAMA

Department of Media Architecture

Future University Hakodate

January 31, 2011

Page 2: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Abstract– We developed a system of a special effect stage for Bayblade with mixed reality.This system is to get a location of Bayblade using USB camera and, project images using aprojector. The main purpose of this study is to make Beyblade more interesting by make fantasythat children charish Beyblade more concerte. We used background differencing technique withinfrared ray to chack the location of Bayblade. We used onomatopoeia effect that we createdbased on the result of preliminary experiment. As a result of display, we got a good review forusers, but users didn’t react to subset large of effect. In future, We improve projection image,and research other toy that become more interesting by to apply such as this system.

Keywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection, effect

概 要: 本研究では,ベイブレードの動きに応じて様々な演出を付加するシステムを制作した. 本システムは,ベイブレードの位置を USBカメラで取得し,画像をプロジェクタで投影するというものである. 投影する画像を演出することによって,子供がベイブレードに抱く空想を現実に近いものとすることで, ベイブレードにより面白みを持たせることを目的とした. ベイブレードの位置を検出するために赤外線光を使用した背景差分法を用いた. 投影する画像には,予備実験の結果を踏まえて直感性とインパクトを考慮し制作した, オノマトペエフェクトを用いた. 展示の結果,体験者の多くから面白いという評価を得られたが, 一部のエフェクトに対する体験者の反応がよくなかった. 今後の展開として,投影画像の改良と本システムのような演出システムを適用することで更に面白みを持つ他のおもちゃを模索する.

キーワード: おもちゃ, 複合現実感, ベイブレード, 位置検出, エフェクト

Page 3: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

目 次

第 1章 はじめに 1

1.1 背景 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.2 目的 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

第 2章 関連研究 3

2.1 OTVMとOTPE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.2 AR.Drone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.3 MR SPINTOP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

第 3章 演出システム 5

3.1 概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3.2 開発環境 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3.2.1 ハードウェア . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3.2.2 ソフトウェア . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3.3 位置検出 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3.4 射影変換 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.5 投影画像 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.5.1 予備実験 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.5.2 オノマトペエフェクト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

第 4章 展示と考察 14

4.1 オープンラボ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

4.1.1 観察結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

4.1.2 考察 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

4.2 卒業研究展示会 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.2.1 エフェクトの修正点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.2.2 観察結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.2.3 考察 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

第 5章 結論 18

5.1 まとめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

5.2 今後の展開 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

i

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 4: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

第1章 はじめに

本研究の背景と目的について述べる.

1.1 背景

概ね小学生以下の子供はおもちゃに対して,こうだったらいいな,という空想を持っている.

 例えば,小型の動力つき自動車模型であるミニ四駆というおもちゃがある [1]. このミニ四駆に対して子供たちは,砂煙や炎等をあげながら走ったり, 車体が他のミニ四駆や壁等に擦った際には火花が出たりといった想像をする.

図 1.1: ミニ四駆 [1]

 そこで,子供がおもちゃに対して持つ空想を複合現実感を用いて, 現実に近いものと出来れば,おもちゃはより面白いものになるのではないかと考えた.

 複合現実感とは,現実世界に CG等仮想情報を重ね合わせることで現実世界と仮想世界とを融合し,現実世界へ情報を付加する技術である. 複合現実感において,視覚情報を提示する装置として, 主にヘッドマウントディスプレイが利用されている.

図 1.2: ヘッドマウントディスプレイ [2]

1

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 5: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

ヘッドマウントディスプレイとは, 外の様子を見通せつつ CG等仮想情報を同時に表示することが可能な装置である [3]. また,近年では携帯電話等の小型情報端末も利用されている. しかしながら,これらの装置は仮想情報を得られる人数が限られてしまう. そのため,

複数人で遊ぶおもちゃに適用するには適切ではない. そこで,仮想情報をプロジェクタで投影する手法を用いる. この手法を用いることで,複数人が投影された仮想情報を共有することが可能となる.

1.2 目的

本研究では, 一般的な知名度が高く多くの子供が知っているであろうベイブレード [4]を対象とした演出システムを制作する. ベイブレードに複合現実感を用いて様々な演出を付加することで, より面白みを持たせることを目的とする.

図 1.3: ベイブレード [4]

2

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 6: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

第2章 関連研究

本研究に関連する研究,作品を紹介する.

2.1 OTVMとOTPE

複合現実感における物体追跡の研究として, OTVM(Object Tracker with Visual Marker)

という物体底面のビジュアルマーカを利用する手法と, OTPE(Object Tracker with Pattern

Embedding)という投影画像にパターンを埋め込む手法が提案されている [5].

 OTVMは透明なアクリル板上に複数の物体を置き,下方にカメラを取り付ける. 物体の底面にはビジュアルマーカを貼付し, それをカメラで観察することで物体の位置・回転角の推定を行う. この手法では時間遅れなく追跡が可能だが, 物体が接地していないと物体の位置姿勢がわからなかった.

 OTPEはカメラと人間の視覚感度特性の違いに着目し, 人間には見えづらくカメラからは認識が可能なパターン画像を投影画像に埋め込み, そのパターンを抽出する. あらかじめ物体の3次元形状を計測しておき, 抽出したパターンよりシーンの3次元形状を復元し物体の3次元形状と照合することで物体の位置・回転角の推定を行う. この手法では3次元的な追跡が可能だが, 追跡に時間遅れがあった.

3

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 7: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

2.2 AR.Drone

複合現実感を用いたおもちゃとしてAR.Droneがある [6].

  AR.Droneは4翼ヘリコプターのラジコンで,小型情報端末を用いて操作を行う. 2基のカメラがついており,カメラがとらえた映像が端末の画面に表示されるので, 離れた場所からでも映像を見ながら操作することが可能である. また,飛行中の他の AR.Droneの検知や,地上や壁に配置したマーカの検出といった機能もあり, 他のユーザとの戦闘や室内に住むエイリアンとの戦い等が楽しめる.

図 2.1: AR.Drone[6]

2.3 MR SPINTOP

ベイブレードに複合現実感を用いた研究として, 神奈川工科大学情報メディア学科佐藤研究室によるMR SPINTOPがある [7].

 MR SPINTOPはベイブレードを上方からカメラで撮影し, その撮影した映像に 3Dモデルを重ね合わせディスプレイ上に表示するというものである. ベイブレード同士が衝突した際には火花が飛ぶ様になっている.

図 2.2: MR.SPINTOP[7]

4

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 8: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

第3章 演出システム

本研究で制作した演出システムについて述べる.

3.1 概要

本システムは,ベイブレードの位置を検出し, ベイブレードの移動や衝突に応じた画像を投影することで様々な演出を付加するシステムである. 体験者はステージにベイブレードを投入することで様々な演出を見ることが出来る. ステージ上方の USBカメラでベイブレードの位置を検出し, それに応じて,上方のプロジェクタから画像を投影する. 通常ではありえない演出をベイブレードに付加することで, ベイブレードにより面白みを持たせることを目指す.

図 3.1: 演出システム

5

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 9: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

3.2 開発環境

3.2.1 ハードウェア

本システムにはハードウェアとして,USBカメラ PWC-30ISW1台とプロジェクタ KG-

PL105S01台,コンピュータ (以下 PC)1台を用いる.

 ベイブレードを投入するステージには, ベイブレードに動きを持たせるため曲面であること,投影された画像が見やすいことを考慮し,直径約 58cmの半球である蛍光灯カバーを用いた. ステージが半球であるため,卓上にそのまま置くとちょっとした衝撃でぐらついてしまう. そのため,ステージを固定する台を制作した. 台の幅と奥行きはステージの大きさに合わせて,共に約 60cm, 高さはベイブレードの投入し易さを考慮して約 60cmとした.

台の天板に,天板の中心から半径 25cmの円形の穴を開け,そこにステージをはめ込んだ.

図 3.2: ステージと台

 加えて,USBカメラとプロジェクタを固定するやぐらを制作した. カメラの撮影範囲,および,プロジェクタの投影範囲がステージ全体に及ぶ様, やぐらの高さを約 180cmとし,約160cmの位置にUSBカメラとプロジェクタを設置した.

6

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 10: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

図 3.3: やぐら

3.2.2 ソフトウェア

プログラム言語は Processing1.1を用いた [8]. また,位置検出で行う背景差分法等の画像処理のためにOpenCVライブラリ [9]を追加した.

3.3 位置検出

ベイブレードの移動や衝突を検知するために,ベイブレード位置検出システムを制作した.

 複合現実感における位置検出の手法は, センサを用いる手法, 画像処理による手法, センサの精度不足を画像処理で補う手法の3つに大別出来る [10].

 川本らは,「タグ」と呼ばれる実物体の位置,姿勢を計測するために光センサと加速度計を用いている [11]. しかし,センサを取り付けたために,タグの大きさは小さいもので幅31mm,奥行き 31mm,高さ 11mmであり,有線で PCと接続している. ベイブレードとセンサ等の大きさから考えて, 既存のベイブレードにセンサを取り付けることは難しい. 加えて,有線では回転するベイブレードに適応するには不適切であり, 無線でセンサの出力をPCに送るには更にデバイスを取り付けなくてはいけなくなると考え, 本システムの位置検出にセンサを用いるのは不適切であると考えた.

7

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 11: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

 画像処理による手法では, 安定性・簡便性・コスト面の理由で人為的マーカを現実世界に配置する方法が主流であり [10], 2.1節で述べたOTVMや,明神らによるMagicCup[12]等で用いられている. しかし,ベイブレードに付けれるサイズを考えるとマーカが小さくなってしまい, カメラをステージの近くに設置し,ベイブレードとの距離を縮めなければマーカの識別が困難なこと. 加えて,カメラを近づけても,ベイブレードの傾きや回転によってマーカの識別が安定して出来ないと考え, 本システムにマーカを用いた画像処理は不適切であると考えた.

 以上より位置検出には,センサ,マーカを使用しない背景差分法を用いた. 背景差分法とは,カメラが固定されている場合に,撮影画像から注目すべき物体を抽出する定番の手法である. 対象が含まれない画像を背景画像とし,入力画像との色情報を比較して差が閾値以上であれば差分とする [13]. 本システムでは, ベイブレードがステージ上にない状態の画像を背景画像とし, USBカメラが撮影した画像を入力画像とした. そうすることで,ステージ上にベイブレードがある場合,その位置が差分となって検出される.

 また,カメラとプロジェクタを用いて物体の位置検出を行う場合, プロジェクタから投影された画像が妨げとなって正確な物体の位置が検出出来ないという問題がある. そのため,

本システムでは赤外線を用いた位置検出を行う. USBカメラに赤外線フィルタ (IR86)を貼り付けた, 可視光を写さず赤外線のみを写すカメラ (以下,赤外線カメラ)を用いる. また,赤外線発光ダイオードとボタン電池 (LR41)をベイブレードに内臓した. これにより,

可視光であるプロジェクタから投影された画像の影響を受けることなくベイブレードが放つ赤外線を検出することが出来る.

 しかし,この手法ではベイブレード自体に細工をしなくてはならない. そのため,持ち寄ったベイブレードですぐに遊ぶことが出来ないという欠点がある. そこで,ベイブレードに細工をせずに位置検出を行う手法をいくつか検討した.

 一つは,ステージ上方に赤外線を放つライトを設置し, ベイブレードに光を反射するテープを貼るという手法である. ライトが放つ赤外線をベイブレードに貼ったテープが反射し,

その光を赤外線カメラが検知することで位置検出が出来るのではないかと考えた. また,ベイブレードにテープを貼るだけなので, 持ち寄ったベイブレードでもすぐに遊べると考えた. この手法で実際に試してみたところ, 赤外線カメラに届く赤外線が弱く認識できないことがあり, また,ベイブレードの角度によっては,反射した赤外線が全く赤外線カメラに届かないという問題があった.

 もう一つの手法は,ステージ下方に赤外線を放つライト (以下,赤外線ライト)を設置するという手法である. ステージにベイブレードが投入されると,ベイブレードが赤外線を遮断し影となり, その影を赤外線カメラが検知することで位置検出が出来るのではないかと考えた. この手法では,ベイブレードに一切の細工をしなくていいという利点がある. この手法で実際に試してみたところ, 赤外線ライトの放つ赤外線が強かったため,ベイブレードが赤外線に覆われてしまい影が出来なかった. 次に,ベイブレードで影が出来る程度まで赤外線ライトの放つ赤外線を弱めてみたが, 影の部分とその他の部分の色の差が減ってしまい,背景差分で用いる閾値を下げなければ差分として検出出来なかった. 閾値を下げてしまったためにちょっとした日差しや赤外線を含む照明等の影響を受けるようになってしまい位置検出の精度が下がってしまった. また,半透明の部品が用いられているベイブレードでは赤外線を透過してしまい影をつくることが出来なかった.

8

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 12: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

 以上より,ベイブレード自体に細工をしなくてはならないという欠点があるが, 位置検出の精度を重視し,赤外線発光ダイオードとボタン電池を内臓する手法を用いることとした.

3.4 射影変換

射影変換とは,画像の位置や形を変化させる幾何学的変換の一つである [14]. この射影変換を用いることで,二つの画像間で対応する点の位置を変換する.

 カメラが取得した動体の位置にプロジェクタで画像を投影するにはカメラの撮影範囲とプロジェクタの投影範囲が同じである必要がある. しかし,それらが同じになるようにカメラとプロジェクタを配置することは困難である. そのため,射影変換を用いて撮影範囲から投影範囲のみを抽出した画像を入力画像とすることで, 擬似的に撮影範囲と投影範囲を一致させた. 抽出範囲の設定はキーボード操作により手動で行う.

3.5 投影画像

本システムで投影する画像について述べる.

3.5.1 予備実験

どのような画像を投影することで,より面白みが出るのかを考察するために予備実験行った.

 ベイブレードが動いている状況から子供が想像するものとして, 砂煙や地面との摩擦により発生する炎等があると考えた. よって,試験的に投影する画像として砂煙や炎に似た印象を持つ, 作品とソースコードが公開されているMSAFluidを用いた [15].

図 3.4: MSAFluid[15]

9

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 13: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

 MSAFluidを用いた本システムの展示を行い,体験者の反応を観察した. 体験者の多くは親子であった. MSAFluidがベイブレードの動きに追随して表示されることには親子共に気づいていた. 大人の反応としては「きれい」という発言が多かったものの, 「面白い」といった発言は多くはなかった. 子供の反応としては興味は示している様だったが,投影画像に対する反応はよくなかった.

 MSAFluidに対する子供の反応がよくなかった原因として, ベイブレードに光が追随するという現象が非現実的で直感的でなかったためだと考えられる. また,大人の反応として「きれい」という発言が多かったことから, 子供にとって,落ち着きすぎて驚きすなわちインパクトが足りないのではないかと考えた.

3.5.2 オノマトペエフェクト

予備実験の結果を踏まえ,より直感的でインパクトのあるオノマトペエフェクトを制作した.

 このオノマトペエフェクトはベイブレードの移動や衝突に応じた文字を投影するというものである. ベイブレードが動くことで文字が出る, という現象は非現実的なものではあるがオノマトペは漫画等でよく使われる手法であるため子供にとって直感的でわかりやすいのではないかと考えた.

 ベイブレードが移動している際には,ベイブレードの軌道上に赤い「ド」の文字が投影され, 徐々に薄くなって消えていくというものである. ベイブレードが衝突した際には, 衝突した点から放射状に移動する黄色い「キン」の文字が投影され, 徐々に薄くなって消えていくというものである.

図 3.5: 「ド」エフェクト

10

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 14: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

図 3.6: 「キン」エフェクト

また,このままではまだインパクトが足りないと考えたため, ベイブレードが衝突した際に火花と閃光が発生するようにした. 火花は衝突した点から放射状に飛び散るようにした.

閃光は衝突した点を中心に光り,徐々に光が弱くなって消えていく. また,閃光が発生した際,投影されている文字は灰色になり, 衝突した点から遠くなるほど薄くなるようにした.

図 3.7: 火花

11

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 15: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

図 3.8: 閃光

図 3.9: 衝突時のエフェクト

12

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 16: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

図 3.10: 実際の移動時のエフェクト

図 3.11: 実際の衝突時のエフェクト

13

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 17: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

第4章 展示と考察

本研究で制作した演出システムを展示した際の観察結果と考察について述べる.

4.1 オープンラボ

2010年 12月 2日に公立はこだて未来大学のオープンラボにて展示を行った. この時点ではまだステージを固定する台を制作していなかったため, 机の上にステージをそのまま置いての展示となった. また,日差しが強かったために明るく,投影画像が見え難かったため, 黒いプラスチックダンボールを用いてステージに影をつくった. 体験者の多くは学生と教員であった.

図 4.1: 設置風景

4.1.1 観察結果

体験者の反応を観察した結果, 多くの体験者がベイブレード同士が衝突してエフェクトが投影された際に驚いていた. しかしながら,ベイブレードが移動している際のエフェク

14

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 18: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

トには, 驚き等の反応を示さなかった体験者もおり, 中には投影されているのが文字であるとわからなかった体験者もいた.

 また,体験者から「面白い」,「子供が喜ぶ」といった肯定的な意見を得ることが出来た.

その他の意見に,「音があったらいいのではないか」という意見もあった.

4.1.2 考察

ベイブレードが移動している際のエフェクトは,衝突した際のエフェクトよりも体験者の反応がよくなかった. この原因として,エフェクトが体験者に与えるインパクトの差が挙げられる. 衝突した際のエフェクトは火花が飛び散ったり,瞬間的に閃光が出たりといった動きや変化がある派手なものである. それに対して, 移動している際のエフェクトは常時同じ文字をベイブレードの軌道に投影するものであるため, エフェクトに大きな動きや変化がなく,衝突した際のエフェクトと比べて派手ではない.

 また,移動している際に投影されているのが文字であるとわからなかった体験者がいることから, 移動している際のエフェクトは直感的ではないのではないかと考えられる. 衝突した際のエフェクトはベイブレード同士が衝突したことによる衝撃で閃光や火花が発生するという現実味がある直感的でわかりやすいものである. それに対して,移動している際のエフェクトはベイブレードが動いたことにより「ド」の文字が発生するという非現実的なものであり直感的ではなかったと考える.

 これより,移動している際のエフェクトに目だった動きや変化を付けることでインパクトを持たせ, 投影する文字のバリエーションを増やし, ベイブレードの加速,減速等の動きに則した文字を投影し直感的にすることで, より面白みを持たせることが出来るのではないかと考える.

 しかし,この展示における体験者は学生と教員であり,子供の反応を見ることは出来なかった. そのため,既存のベイブレードにより面白みを持たせることが出来たか,を検証することは出来なかった.

15

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 19: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

4.2 卒業研究展示会

2011年 2月 11日から 2月 13日まで函館市地域交流まちづくりセンター2階のオープンスペースで開催された 2010年度公立はこだて未来大学情報デザインコース卒業研究展示会にて展示を行った. オープンラボでの結果を踏まえ,移動時のエフェクトに修正を加えたものを展示した.

図 4.2: 展示の様子

4.2.1 エフェクトの修正点

移動時のエフェクトに変化を持たせるため,まず投影される文字の種類を増やした. 一つ目のベイブレードは「ド」の文字を,二つ目のベイブレードは「ゴ」の文字を発生させるようにした. さらに,「ド」と「ゴ」の文字をそれぞれ5種類用意しランダムに発生するようにした. また,ベイブレードが減速した際には,「ザ」の文字と火花が発生するようにした. 加え,エフェクトに動きを持たせるために,「ド」と「ゴ」の文字をベイブレードの移動方向と逆方向に移動するようにした.

16

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 20: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

図 4.3: 修正後の移動時のエフェクト

4.2.2 観察結果

体験者の反応を観察した結果, オープンラボに比べ,移動時のエフェクトのみでも体験者に驚き等の反応が見られた. 衝突時のエフェクトでもオープンラボ同様,驚き等の反応を確認できた. また,多くの体験者から「面白い」といった肯定的な意見を得ることができた. 展示会で行ったアンケートでは,来場したほとんどの小学生が「面白かった研究」として本研究を挙げていた.

4.2.3 考察

移動時のエフェクトに対する体験者の反応がオープンラボのときに比べてよくなった.

これは,エフェクトに動きや変化を加えたことで面白みが増したからだと考える. また,この展示では,小学生の反応も見ることが出来た. 小学生が体験した際の反応やアンケート結果から本システムを用いれば, よりベイブレードを楽しんでもらえると考える.

17

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 21: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

第5章 結論

まとめと今後の展開について述べる.

5.1 まとめ

本研究では,ベイブレードにより面白みを持たせる演出システムの制作を行った. 本システムは,ベイブレードの位置を検出し, ベイブレードの移動や衝突に応じた画像を投影することで様々な演出を付加するシステムである. 制作にあたり,どのような画像を投影することで,より面白みが出るのかを調査するために予備実験行った.体験者の反応を観察し,考察した上で投影画像を制作した. 展示の結果,本システムを用いることでベイブレードに, より面白みを持たせることが可能であることが確認できた.

5.2 今後の展開

今後の展開として投影画像の改良が挙げられる. エフェクトのバリエーションを増やすことでさらに面白みが増すと考える.

 また,ベイブレード以外のおもちゃに本システムの様な演出システムを適用することで,

より面白みを待たせることが出来ないかも考えていく. 本研究では,演出を付加するおもちゃとしてベイブレードを用いたが, 本システムの様に演出を付加することで,より面白みが増すおもちゃは充分あると考える.

18

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 22: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

謝辞

本研究の機会を与えて下さり,1年間,様々なご指導を頂きました迎山和司准教授 (公立はこだて未来大学システム情報科学部情報アーキテクチャ学科) に心より感謝致します.また,ハードウェアの設計で助言を頂きました朝倉俊雄さん (公立はこだて未来大学職員)

に深く感謝致します.そして,多くの助言を頂きました迎山研究室卒業研究生の朝倉貴大さん,板垣大人さん,上田諒さん, 七條新さん,根岸一磨さん (五十音順)に感謝致します.

19

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 23: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

参考文献

[1] 株式会社タミヤ, http://www.tamiya.com/japan/index.htm.

[2] wikipedia, http://ja.wikipedia.org/wiki/ヘッドマウントディスプレイ.

[3] S.オークスタカルニス, D.ブラットナー. “シリコン・ミラージュ 仮想現実の科学と芸術”, 凸版印刷株式会社, pp.86-108, 1994.

[4] メタルファイト ベイブレード 公式サイト, http://beyblade.takaratomy.co.jp/.

[5] 永井 悠文, 向川 康博, 大田 友一. “プロジェクタ型複合現実感のためのスクリーン物体の追跡”. 電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎104(391), 1-6, 2004-10-22.

[6] AR.Drone.com Japan, http://ardrone.parrot.com/parrot-ar-drone/jp/.

[7] YouTube, MR SPINTOP, http://www.youtube.com/watch?v=eSEx8d a2EI/.

[8] Ben Fry, Casey Reas. Processing. http://processing.org/.

[9] OPENCV\library. http://ubaa.net/shared/processing/opencv/.

[10] 天目 隆平, 西山 彰人, 柴田 史久, 木村 朝子, 田村 秀行. “ポスタを利用した複合現実感幾何位置合わせ”. 日本バーチャルリアリティ学会論文誌, Vol.14, No.3, 2009.

[11] 川本 海, 蔵田 武志, 酒田 信親, 大隈 隆史, 葛岡 英明. “タンジブルテーブルトップインターフェースのための光センサと加速度計によるハイブリッド位置・姿勢計測”. 画像の認識・理解シンポジウム (MIRU2006), IS2-53, 2006.

[12] 明神 聖子, 加藤 博一, 西田 正吾. “テーブルトップ型拡張現実感におけるMagicCup

の提案と評価”. 電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎 108(226), 15-20, 2008-09-25.

[13] 奈良先端化学技術大学院大学 OpenCVプログラミングブック制作チーム, “OpeanCV

プログラミングブック 第2版”, 毎日コミュニケーションズ, pp.268-267, 2009.

[14] ディジタル画像処理編集委員会, “ディジタル画像処理”,画像情報教育振興協会, pp.155-

169. 2004-7-22.

[15] MSAFluid for processing l memo.tv, http://memo.tv/msafluid for processing.

 

20

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA

Page 24: 複合現実感を用いたベイブレード演出システムの制作kazushi.info/wp-content/uploads/2015/09/519676.pdfKeywords: toy, mixed reality, beyblade, motion detection,

Research of a Special Effect Stage for Bayblade with MR

図 目 次

1.1 ミニ四駆 [1] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.2 ヘッドマウントディスプレイ [2] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.3 ベイブレード [4] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2.1 AR.Drone[6] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.2 MR.SPINTOP[7] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3.1 演出システム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3.2 ステージと台 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3.3 やぐら . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3.4 MSAFluid[15] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.5 「ド」エフェクト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3.6 「キン」エフェクト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3.7 火花 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3.8 閃光 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.9 衝突時のエフェクト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.10 実際の移動時のエフェクト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.11 実際の衝突時のエフェクト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

4.1 設置風景 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

4.2 展示の様子 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.3 修正後の移動時のエフェクト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

21

BA Thesis at Future University Hakodate, 2011 Masahito SUGAWARA