VR AR 書籍
 
No.1931
五感インタフェース技術と製品開発 事例集
触り心地の制御、評価技術と新材料・新製品開発への応用

 

◎急成長する市場で、今どんな研究成果が出始め、どんな分野で活用し始めているのか−
  五感を刺激し、リアルな表現を実現する最先端技術を一挙掲載!

VRAR技術の
開発動向と最新応用事例

−感覚提示技術、クロスモーダル、HMD、空中・立体ディスプレイ−

発刊予定:2018年2月末  体 裁:A4判 約500頁  定 価:80,000円(税抜)


 
■ 執筆者(敬称略)
(株)NTTデータ経営研究所 大林 勇人 熊本大学 嵯峨 智
東京大学 村上 郁也 日本電気(株) 荒井 観
高知工科大学 繁桝 博昭 香川大学 石塚 裕己
北九州市立大学 佐藤 雅之 首都大学東京 池井 寧
慶應義塾大学 青山 敦 (株)パリティ・イノベーションズ 前田 有希
東京大学 鳴海 拓志 電気通信大学 小泉 直也
早稲田大学 河合 隆史 神戸大学 的場 修
静岡理工科大学 宮岡 徹 大阪大学 大城 理
近畿大学 黄 健 筑波大学 掛谷 英紀
兵庫県立大学 神田 健介 湘南工科大学 堀越 力
(株)青電舎 権藤 雅彦 電気通信大学 橋本 直己
筑波大学 田辺 健 千葉大学 下馬場 朋禄
東京農工大学 藤田 欣也 東京農工大学 藤波 香織
(国研)産業技術総合研究所 中村 則雄 和歌山大学 天野 敏之
広島大学 栗田 雄一 千葉大学 眞鍋 佳嗣
筑波大学 橋本 悠希 筑波大学 北原 格
東京工業大学 中本 高道 京都大学 中尾 恵
名城大学 柳田 康幸 大阪大学 黒田 嘉宏
大阪大学 松倉 悠 名古屋大学 藤原 道隆
東京農工大学 石田 寛 徳島大学 光原 弘幸
奈良女子大学 佐藤 克成 愛知工科大学 板宮 朋基
立命館大学 橋口 哲志 大阪市立大学 吉田 大介
奈良先端科学技術大学院大学 清川 清 鳥取大学 西山 正志
コニカミノルタ(株) 稲垣 義弘 鳥取大学 岩井 儀雄
大阪市立大学 橋 秀也 茨城大学 石田 智行
慶應義塾大学 三木 則尚 東京都市大学 中村 雅子
慶應義塾大学 中西 美和 京都大学 石井 裕剛
埼玉大学 高崎 正也 東北大学 杉田 典大
名古屋大学 岡本 正吾    

■ 目  次

第1章 VRの現状とビジネスチャンス

第2章 ヒトの知覚特性とVRへの応用技術

第3章 触覚提示デバイスの開発と触覚フィードバック技術

第4章 香りの提示技術と嗅覚ディスプレイへの応用事例

第5章 温冷覚の知覚特性と提示技術、応用事例

第6章 VR/AR向けヘッドマウントディスプレイの開発動向

第7章 触覚ディスプレイの開発動向と触覚提示技術

第8章 空中、立体ディスプレイの表示技術と開発事例

第9章 プロジェクション技術による映像投影と開発事例

第10章 拡張現実(AR)の表示技術と最適化

第11章 VR/AR技術の医療への応用事例

第12章 VR/AR技術の防災への活用事例

第13章 VR/AR技術のナビゲーション、学習支援への応用事例

第14章 3D映像刺激の生体影響評価


◇第1章 VRの現状とビジネスチャンス◇

1.近年、盛り上がりを見せるVR
 1.1 近年リリースされたVR関連の製品やサービス
 1.2 各種の調査機関による市場規模予測
2.そもそも、VRとは
 2.1 VRの定義
 2.2 VRの技術要素と全体像
 2.3 MRやARとの関係
3.VR等感覚操作テクノロジーが盛り上がっているビジネス領域の現状と可能性
 3.1 全体像
 3.2 各領域の現状と可能性
4.最後に −General Purpose Technology(GPT:汎用技術)としての可能性


◇第2章 ヒトの知覚特性とVRへの応用技術◇

第1節 錯覚からわかるヒト視覚情報処理メカニズム
1.ジター錯視の発見
2.両眼間転移の有無
3.刺激パラメータへの同調性
4.半視野間転移
5.空間スケーリング
6.ジター錯視のメカニズム
7.一様運動と相対運動の検出感度と固視微動との関係
8.相対運動の検出と「蛇の回転」錯視との関係
9.ジター錯視と時間知覚

第2節 VR、ARにおける奥行き、3次元知覚の特性とそのメカニズム
1.奥行き、3次元知覚の手がかりの分類
2.網膜外手がかりによる奥行き、3次元知覚
 2.1 輻輳角
 2.2 調節
 2.3 輻輳と調節の連動
3.両眼視差による奥行き、3次元知覚
 3.1 水平方向の両眼視差
 3.2 垂直方向の両眼視差
 3.3 両眼立体視の生理メカニズム
 3.4 両眼立体視による奥行きのスケーリング
 3.5 ステレオアノマリー
4.運動情報による奥行き、3次元知覚
5.絵画的手がかりによる奥行き、3次元知覚
 5.1 シェーディング(陰影)、キャストシャドー(投射影)
 5.2 テクスチャ勾配
 5.3 重なり、遮蔽
 5.4 大きさ
 5.5 線遠近法的手がかり
 5.6 大気遠近法的手がかり
 5.7 ぼけ
 5.8 視野上の高さ
 5.9 輪郭線
6.奥行き手がかりの統合
7.視覚以外の感覚モダリティや身体運動による手がかり

第3節 両眼立体視による奥行き知覚の個人差
1.実験1:立体視力検査
2.実験2:奥行き情報の重み付け〜両眼立体視か,遠近法か〜
 2.1 実験方法
 2.2 結果と考察
  2.2.1 重みの個人差
  2.2.2 重みの異方性
  2.2.3 奥行き反転
  2.2.4 感度と重みの相関
3.実験3:重みの可塑性
 3.1 実験方法
 3.2 結果と考察
  3.2.1 一過性の学習効果
  3.2.2 被験者の内観
4.実験4:大きな奥行きの知覚における両眼網膜像差と刺激の運動の効果
 4.1 実験方法
 4.2 実験結果
  4.2.1 傾斜ゲイン
  4.2.2 立体視力では説明できない
  4.2.3 網膜像差情報の重みと相関する
 4.3 考察
  4.3.1 遠近法情報の有効性
  4.3.2 立体視力検査の限界

第4節 脳計測技術とマルチモーダル感覚情報処理
1.脳の基礎
 1.1 脳とニューロン
 1.2 大脳の感覚情報処理
 1.3 脳のVR性
2.脳計測技術
 2.1 脳計測技術の分類
 2.2 脳計測技術の原理と特徴
 2.3 脳計測技術の選定方法
3.マルチモーダル感覚情報処理
 3.1 マルチモーダル感覚情報処理の神経基盤
 3.2 マルチモーダル感覚情報処理に関する原則
 3.3 マルチモーダル感覚情報処理の研究事例1 − 疑似力覚
 3.4 マルチモーダル感覚情報処理の研究事例2 − 左右反転聴空間への順応

第5節 VRのためのクロスモーダルインタフェース技術
1.触力覚提示のためのクロスモーダルインタフェース
2.嗅覚・味覚提示のためのクロスモーダルインタフェース
3.クロスモーダルインタフェースによる複合感覚の提示と行動変化・情動変化の誘発

第6節 クロスモダリティを活用したVRシステムの設計アプローチ
1.クロスモダリティとVR
 1.1 ラバーハンド錯覚
 1.2 クロスモダリティのVRへの応用
2.クロスモダリティを活用した安全教育システム3)
 2.1 安全教育とVR
 2.2 クロスモダリティによる身体イメージの操作
 2.3 試作した安全教育システムの評価
3.視覚誘発型触運動錯覚5)
 3.1 視覚と触覚の「ずれ」によって生じる錯覚
 3.2 「動いていないのに、動いているように感じる」システム
4.視覚誘発型微触感錯覚7)
 4.1 「見るだけで、触れているように感じる」システム
 4.2 シースルー型HMDを用いた試作システム


◇第3章 触覚提示デバイスの開発と触覚フィードバック技術◇

第1節 ヒトの触覚認識メカニズム
1.ヒトの皮膚と皮膚感覚受容器
2.皮膚機械受容単位
3.振動検出閾
4.触2点閾
5.触テクスチャー知覚
6.錯触

第2章 力感覚の認知メカニズムの解明
1.力触覚の検出
2.実空間で挙錘運動による重さの知覚実験
 2.1 実験環境
 2.2 実験方法
3.解析方法と結果
4.考察

第3節 PZT薄膜/樹脂積層構造による圧電MEMS触覚デバイスの開発
1.人体活動モニタリングシステムと触覚デバイス
2.圧電MEMS触覚デバイス
 2.1 圧電材料による触覚デバイスの提案
 2.2 圧電ユニモルフ構造
 2.3 触覚デバイスの設計
3.触覚デバイスの試作と評価
 3.1 MEMSデバイス試作
 3.2 基本的特性評価
 3.3 触覚刺激試験

第4節 形状記憶合金を用いた触感フィードバックへの応用事例
1.形状記憶合金アクチュエータ
 1.1 動作原理
 1.2 仕様
 1.3 実験結果
2.表示装置への組込み

第5節 振動スピーカを用いた力覚提示技術と知覚特性
1.非対称振動による牽引力錯覚の原理
 1.1 振動スピーカを用いた牽引力錯覚提示手法
 1.2 非対称振動の物理特性
2.知覚特性
 2.1 方向弁別特性
 2.2 知覚強度特性
3.時間特性
 3.1 最短知覚時間
 3.2 順応による影響
4.並進力・回転力提示
 4.1 並進力・回転力提示原理
 4.2 知覚特性
  4.2.1方向弁別特性

第6節 指先への力覚提示技術とVR空間での作業支援
1.指先への力覚提示デバイス
2.振動の強度と位置を用いた指先への疑似3自由度力覚提示
 2.1 振動ファントムセンセーションによる法線力,接線力,および滑りの代替
 2.2 デバイス構造
 2.3 システム構成
 2.4 各振動子の振動振幅の算出
3.非接地型力覚提示装置を用いる際のハプティックレンダリングの問題
 3.1 基本的なハプティックレンダリング法
 3.2 非接地型力覚提示デバイスを用いた場合に生じる問題
 3.3 非接地型力覚提示デバイスにおける問題の軽減法
4.手と把持物体の間の回転による指先接線力を強調するVR作業システム
 4.1 物体操作時に指先に作用する力
 4.2 指先接線力を介した回転トルク認知の問題
 4.3 回転成分強調VC

第7節 3D触力覚技術とコミュニケーション革命
1.市場動向・技術動向
 1.1 VR/ARの市場動向
 1.2 ハプティクスの技術動向:従来の共振型アクチュエータの問題点
 1.3 ハプティクスの技術動向:これからのハプティクスはリアル・ハプティクス
2.ハプティクスにおける感覚要素
 2.1 ハプティクスとは
 2.2 ハプティクスの感覚要素と三原触
 2.3 ハプティクスにおけるプレゼンスの重要性と表現感覚要素
 2.4 ハプティクスの本領:アクティブタッチ
3.ハプティク・インターフェイスの分類
 3.1 ハプティク・インターフェイスの課題
 3.2 課題の解決手段
 3.3 非ベース型による実用的解決手法
4.リアル・ハプティクスを実現する 3DHaptics Technology とライフスタイル・デザイン
 4.1 VR/AR時代のライフスタイルとハプティクス
 4.2 三原触を実現する錯触力覚技術
 4.3 振動一元論によるハプティクス表現
 4.4 3DHaptics Technologyのアルゴリズム
 4.5 感覚再現という新パラダイム
 4.6 デザインとハプティクス
5.3DHaptics Technology の優位性
 5.1 3DHaptics Technology の競争優位性
 5.2 3DHaptics Technology の実装性
 5.3 3DHaptics Technology による空間のデジタル化
 5.4 3DHaptics Technology の技術親和性
 5.5 3DHaptics Technology の先進性
6.強い特許ポートフォリオと市場・応用可能性
 6.1 知的財産ポートフォリオ
 6.2 市場性

第8節 電気的筋肉刺激による人工的重量感ならびに硬さ感の提示
1.電気的筋肉刺激
2.電気的筋肉刺激を用いた重量感提示システム
 2.1 システム概要
 2.2 視覚提示部
 2.2 振動覚提示部
 2.3 電気刺激提示部
 2.4 電圧―発揮力特性計測
3.電気刺激による重量感の提示
4.電気刺激による硬さ感提示
 4.1 提示手法
 4.2 実験結果

第9節 足爪上への振動刺激による足底触覚提示手法
1.足爪上への振動刺激による足底感覚提示手法
 1.1 従来の足底触感覚提示研究
 1.2 提案手法
2.提案手法による錯触覚生起可能性の検証
 2.1 錯触覚の生起確率と振動強度との関係の検証
 2.2 錯触覚の生起確率と振動強度との関係の検証
 2.3 荷重下限閾値の定量評価
 2.4 考察
  2.4.1 提案手法における歩行への対応可能性
  2.4.2 錯触覚が生起する荷重閾値範囲について
  2.4.3 荷重閾値のばらつき要因
3.2.4.4 提案手法による身体バランス改善効果の検証
4.プロトタイプの製作と地面感触提示
 4.1 製作したプロトタイプ
 4.2 体験結果


◇第4章 香りの提示技術と嗅覚ディスプレイへの応用事例◇

第1節 嗅覚ディスプレイにおける香りの提示技術と応用可能性
1.嗅覚ディスプレイの研究動向
2.多成分調合型嗅覚ディスプレイ
3.ウェラブル嗅覚ディスプレイ
4.嗅覚ディスプレイを利用したコンテンツ
5.要素臭の探索

第2節 香りプロジェクタによる香り場生成と嗅覚情報提示
1.VR, ARにおける感覚刺激の時空間制御
2.香りプロジェクタ
3.渦輪衝突による香り場生成
4.嗅覚による空間型拡張現実感へ向けて

第3節 香り付きテレビゲーム、電子書籍を実現する香り提示技術
1.香り提示技術のテレビゲーム、電子書籍への応用
2.香り提示技術の概要
3.香り付きテレビゲーム、電子書籍の事例紹介
 3.1 香りの出る料理ゲーム
 3.2 香りの発生源当てゲーム
 3.3 ポータブル版匂いと気流の空間分布提示装置
4.課題と展望


◇第5章 温冷覚の知覚特性と提示技術、応用事例◇

第1節 温冷覚の知覚特性と呈示インタフェース
1.バーチャルリアリティにおける温冷覚呈示
 1.1 没入感・臨場感の向上
 1.2 メディアアート/インタフェース
2.温冷覚の知覚特性
 2.1 温冷覚受容器
 2.2 基礎的な知覚特性
  2.2.1 知覚感度
  2.2.2 空間特性
  2.2.3 時間特性
 2.3 多感覚相互作用
  2.3.1 温冷覚と触覚の相互作用
  2.3.2 温冷覚と視覚の相互作用
  2.3.3 温冷覚と感情の相互作用
3.温冷覚の呈示技術
 3.1 温冷覚の呈示技術
  3.1.1 接触式
  3.1.2 非接触式
  3.1.3 皮膚温度を変化させない手法
 3.2 知覚特性を利用した温冷覚の呈示手法
  3.2.1 時間応答性と装置の大きさの改善
  3.2.2 温冷の拡張呈示
 3.3 温冷覚呈示の制御
  3.3.1 温度計測手法
  3.3.2 温度変化の算出

第2節 複合現実型視覚刺激が温冷覚の知覚位置に与える影響
1.実験システム
 1.1 システム構成
 1.2 MR型視覚刺激
 1.3 温冷覚刺激
2.MR型視覚刺激が温冷覚の知覚位置に与える影響
 2.1 実験
 2.2 実験結果
3.実験2:MR型視覚刺激が温冷覚の知覚幅に与える影響


◇第6章 VR/AR向けヘッドマウントディスプレイの開発動向 ◇

第1節 AR向けヘッドマウントディスプレイの研究動向,課題と技術開発の方向性
1.HMDの分類
2.広視野映像の提示
3.奥行き手がかりの再現
 3.1 調節(焦点距離)に対応するHMD
 3.2 遮蔽に対応するHMD
4.時間遅れへの対処
5.HMDの校正技術
6.今後の展望
 6.1 センシング
 6.2 視覚拡張
 6.3 マルチモダリティ

第2節 ホログラフィック光学素子を用いたヘッドマウントディスプレイの光学設計
1.ヘッドマウントディスプレイの光学系
 1.1 ヘッドマウントディスプレイの光学系の概要
 1.2 HOEのみの光学系についての考察
 1.2 HOEに斜入射させる場合
2.露光光学系の設計
 2.1 光路差関数を使った計算
 2.2 3波長対応

第3節 網膜投影型3次元ヘッドマウントディスプレイの開発
1.網膜投影型ヘッドマウントディスプレイ
 1.1 マックスウェル視の原理
 1.2 試作ヘッドマウントディスプレイ
2.2眼ステレオグラム方式網膜投影型3次元ヘッドマウントディスプレイ
 2.1 2眼式ステレオグラムにおける網膜投影型3次元ヘッドマウントディスプレイの原理
 2.2 試作システム
3.超多眼方式網膜投影型3次元ヘッドマウントディスプレイ
 3.1 超多眼方式網膜投影型3次元ヘッドマウントディスプレイの原理
 3.2 試作HOEの構成と入力画像
 3.3 試作システムの評価

第4節 透過式ウェアラブル視線検出システムを用いたヒトモニタリング
1.透過式ウェアラブル視線検出システム
2.ヒトモニタリング方法
 2.1 ヒト状態指標の導出
 2.2 NASA-TLXによる疲労推定方法
 2.3 ヒト疲労評価実験
 2.4 ウェアラブル瞳検出システムを用いた疲労推定
3.瞬目による被験者状態の推定
 3.1 瞬目検出
 3.2 疲労評価実験

第5節 眼鏡型端末の意匠性と装着快適性
1.単眼透過型ヘッドマウントディスプレイの装着快適性 
 1.1 装着快適性を構成する要件とデザイン要素の抽出
 1.2 各デザイン要素・パタンの組み合わせによる単眼透過型ヘッドマウントディスプレイを用いた実験
 1.3 デザイン要素から装着快適性への影響の定量化
  1.3.1 装着快適性の構成要件から装着快適性への影響の定量化
  1.3.2 各デザイン要素・パタンから装着快適性の構成要件への影響の定量化
  1.3.3 各デザイン要素・パタンから装着快適性を推定するモデル
  1.3.4 推定モデルの検証
 1.4 単眼透過型ヘッドマウントディスプレイの装着快適性を推定するモデルの応用及び拡張
2.単眼透過型ヘッドマウントディスプレイの意匠性
 2.1 単眼透過型ヘッドマウントディスプレイのデザイン上の基本要素の組み合わせによる受容性の違いを問う実験
 2.2 単眼透過型ヘッドマウントディスプレイの意匠に対する受容性の男女差に関する検討
 2.3 単眼透過型ヘッドマウントディスプレイの意匠における受容性の構造モデルからわかること


◇第7章 触覚ディスプレイの開発動向と触覚提示技術◇

第1節 超音波振動を用いた皮膚感覚ディスプレイの開発
1.圧電材料と超音波振動子
2.超音波振動を用いた表面粗さの制御
3.振幅変調の応用
4.弾性表面波の応用
5.透明な皮膚感覚ディスプレイ

第2節 振動触覚テクスチャ・ディスプレイ
1.テクスチャ刺激の活用
2.機械的刺激を与えるタイプの触覚提示デバイス
 2.1 動作原理
 2.2 アクチュエータの種類
3.テクスチャの提示アルゴリズム
 3.1 基本戦略
 3.2 粗さテクスチャの提示
 3.3 小さな凸(突起物)の提示
 3.4 観察された周波数スペクトラムを基にしたテクスチャ提示
4.テクスチャ刺激を使用したコンテンツの例
 4.1 セキュリティ
  4.1.1 テクスチャのパターンをパスコードに利用する方法の例
  4.1.2 触覚ナブの数を数える方法
 4.2 擦る感覚を提示することによる操作支援の例

第3節 剪断力を利用した形状とテクスチャの重畳提示と触覚ディスプレイの開発
1.剪断力による形状提示
 1.1 空間周波数による提示力制御
 1.2 Haar wavelet による空間周波数の取得
 1.3 Haar wavelet による空間周波数の出力の推移
  1.3.1 単一空間周波数における出力の推移
  1.3.2 複数の空間周波数における出力の推移
  1.3.3 提案手法を用いた形状提示実験
2.記録振動によるテクスチャ提示
 2.1 テクスチャ振動の記録
 2.2 記録振動のサンプリング間隔補償手法
 2.3 記録振動の提示手法
 2.4 記録振動の提示実験
  2.4.1 提案2手法による記録振動提示の比較結果
  2.4.2 記録振動の実物との類似性比較結果
  2.4.3 形状情報との同時提示の結果
3.結論と今後の展開

第4節 端末を把持する手への触覚刺激による錯覚的押下感呈示手法
1.開発背景
2.プロトタイプの開発と実験
3.展望

第5節 微細加工技術を応用した静電触覚ディスプレイ
1.静電触覚ディスプレイの歴史
2.静電触覚ディスプレイの原理
3.微細加工により作製された静電触覚ディスプレイ
 3.1 シート型静電触覚ディスプレイ
 3.2 多電極型静電触覚ディスプレイ
 3.3 銀ナノインク技術による静電触覚ディスプレイ


◇第8章 空中、立体ディスプレイの表示技術と開発事例◇

第2節 2面コーナーリフレクタアレイによる空中映像表示と空中タッチディスプレイ技術
1.空中映像が見える仕組みと空中映像表示の実現方法
2.2面コーナーリフレクタアレイ
 2.1 2面コーナーリフレクタアレイによる結像の原理
 2.2 2面コーナーリフレクタアレイによる結像のシミュレーション
 2.3 2面コーナーリフレクタアレイによる空中映像表示
3.2面コーナーリフレクタアレイの空中タッチディスプレイへの応用

第3節 空中像を用いたテーブルトップディスプレイの開発と応用
1.フレネルレンズを用いた設計
 1.1 一方向型   
  1.1.1 光学設計
 1.2 多方向型
  1.2.1 光学設計 
  1.2.2 実装 
2.実像鏡を用いた設計
 2.1 一方光型
  2.1.1 光学設計
 2.2 対面型
  2.2.1 光学設計
  2.2.2 アプリケーションデザイン
3.その他の手法

第4節 ホログラフィック3次元ディスプレイの開発動向と広視域・大画面化技術
1.電子ホログラフィーによる3次元ディスプレイ
2.電子ホログラフィーの課題
 2.1 視域
 2.2 再生像の大きさ
 2.3 解像度
3.位相変調型電子ホログラフィー
4.高速動作空間光変調素子による時間分割再生による視域拡大/大画面化

第5節 運動視差を利用したインタラクティブフォグディスプレイ
1.立体視
2.光の散乱
3.システム
4.投影結果

第6節 フルハイビジョン裸眼立体ディスプレイの表示技術と医療、自動車への応用
1.フルハイビジョン裸眼立体ディスプレイ
 1.1 時分割指向性バックライト式裸眼立体表示
 1.2 時分割指向性バックライト式裸眼立体表示
2.医療への応用
 2.1 手術シミュレータへの応用
 2.2 手術トレーニングへの応用
3.HUDへの応用
 3.1 裸眼立体表示によるHUD
 3.2 提示情報の読み取りやすさの比較
 3.3 クロストークの影響の評価
 3.4 裸眼立体ディスプレイを用いた実験

第7節 モバイル端末への多眼立体ディスプレイの応用
1.立体ディスプレイの視域
 1.1 立体ディスプレイの光線分布
 1.2 立体映像の見え方の指標
 1.3 多眼立体ディスプレイの視域
2.多眼立体ディスプレイ
 2.1 7眼立体ディスプレイ
 2.2 30視点インテグラルディスプレイ
3.ヘッドトラッキングによる視域の拡大


◇第9章 プロジェクション技術による映像投影と開発事例◇

第1節 動的プロジェクションマッピングのための映像投影技術と遅延補償手法
1.深度カメラを用いた動的プロジェクションマッピング
 1.1 処理の概要
 1.2 追跡処理のための動き予測
 1.3 不要な点群データの削減
 1.4 投影結果と処理遅延
2.高速度IRカメラを用いた動的プロジェクションマッピング
 2.1 システム概要
 2.2 輪郭に基づいた追跡処理
 2.3 実物体へのプロジェクションマッピング
3.投影対象の色情報を打ち消す光学的補正技術
 3.1 光学的補正の原理
 3.2 光学的補正の高精度化
 3.3 非剛体物体への対応

第2節 ホログラフィックプロジェクションの投影,計算,画質改善技術
1.ホログラフィックプロジェクション
2.ズーム可能なレンズレス・ホログラフィックプロジェクション
3.マルチプロジェクション
4.ペックルノイズの低減
5.ホログラムの高速計算

第3節 プロジェクタによる卓上投影型ARと視認性向上
1.アイロン掛け支援における卓上投影型AR
 1.1 概要
 1.2 情報提示の効果
2.化学実験環境における卓上投影型AR
 2.1 概要
 2.2 情報の正確で迅速な伝達のための課題
3.ARとView Management
 3.1 地図やシースルー型ARにおけるVM
 3.2 投影型ARにおけるVM
4.様々な重なりの排除を狙ったView Management
 4.1 Non-overlapped Gradient Descent(NGD)法
 4.2 死角への投影や物体上への投影を避ける工夫
 4.3 性能と課題
5.視認性を考慮して重なりを許容するView Management
 5.1 Visibility-aware Gradient Descent(VGD)法
 5.2 人間評価器による視認性推定モデルの構築
 5.3 投影状態を表す特徴量
 5.4 視認性評価にもとづくラベル投影

第4節 プロジェクタカメラ系を用いた光投影と見かけの制御
1.プロジェクションディスプレイ
2.見かけの制御
 2.1 プロジェクタカメラ系の応答
 2.2 白色照明下での見かけの推定
 2.3 見かけの制御の処理結果
 2.4 様々な見かけの制御
3.見かけの制御の応用分野
4.見かけの制御を応用した研究例
 4.1 視覚補助への応用
 4.2 実時間質感操作
 4.3 光学イリュージョンへの応用


◇第10章 拡張現実(AR)の表示技術と最適化◇

第1節 拡張現実感システムにおける質感表現と違和感の無い重畳表示
1.拡張現実感における整合性
2.拡張現実感における質感表現
3.現実空間の照明環境の反映
 3.1 拡散反射への照明環境の反映
 3.2 仮想物体への現実環境の映り込み
 3.3 仮想物体の重畳表示
4.現実環境への仮想情報の反映
 4.1 現実環境への仮想物体の映り込み
 4.2 現実物体の質感を保ったままの色の変更
  4.2.1 色変更領域の抽出と分割
  4.2.2 対象領域の色変更
 4.3 現実物体の劣化質感の表現

第2節 車載AR技術を用いた車両搭乗者への映像情報提示と応用事例
 〜疑似搭乗体験システムによる車両の速度感と安心感の関係性の調査〜
1.関連研究
2.自動走行車両の疑似搭乗体験システム
 2.1 走行車両の周辺風景の撮影
 2.2 仮想空間の構築と搭乗者視点映像の生成
 2.3 提示映像の再生速度の制御による速度感の操作
3.実証実験
 3.1 全方位映像の撮影
 3.2 仮想空間の構築と提示映像の生成・提示
 3.3 提示映像に影響を与えるパラメータ
 3.4 評価実験の流れ
 3.5 評価実験結果と考察


◇第11章 VR/AR技術の医療への応用事例◇

第1節 人体・臓器形態のバーチャル化と手術計画・術中支援への応用
1.人体・臓器形態のバーチャル化
2.手術計画への応用
 2.1 臓器変形・切除シミュレーション
 2.2 下顎骨再建におけるバーチャル手術計画とその自動化
3.術中支援への応用

第2節 手術支援のための人工触覚提示装置の開発事例
1.外科手術の様式
2.手術支援における人工触覚提示装置の役割
3.手術支援システムの構成
4.手術支援のための電気触覚提示装置の開発事例

第3節 臨床技能教育・訓練 −主に手術トレーニングにおけるVRシミュレーションの現状
1.内視鏡手術VRシミュレータ 
 1.1 腹腔鏡下手術に対するoff the jobシミュレーショントレーニングの導入
 1.2 内視鏡手術VRシミュレータ
 1.3 VRシミュレータにおける触覚機能
 1.4 術式モジュール
2.内視鏡手術ARシミュレータ
3.内視鏡手術トレーニングの中でVR(含AR)シミュレータの位置づけ
4.内視鏡手術以外のVRシミュレータ
 4.1 内視鏡手術以外のVR手術シミュレータ
 4.2 内視鏡検査,治療VRシミュレータ
 4.3 血管内治療VRシミュレータ
5.本学のシミュレーション・トレーニングセンターの利用状況


◇第12章 VR/AR技術の防災への活用事例◇

第1節 ARとHMDを用いた避難訓練システムの開発
1.概要
 1.1 要素技術
  1.1.1 AR
  1.1.2 HMD
 1.2 要件
  1.2.1 状況的リアリティ
 1.3 ARとHMDを組み合わせた防災教育システム
2.開発システム
 2.1 マーカ型ARと非透過型HMDを組み合わせた避難訓練システム
  2.1.1 構成
  2.1.2 重畳表示の例
  2.1.3 課題
  2.1.4 スマートフォンHMD版の開発
 2.2 避難指示訓練システム
  2.2.1システム構成
  2.2.2 重畳表示の例
 2.3 広義のARと透過型HMDを組み合わせた津波避難訓練システム

第2節 AR災害疑似体験アプリ
1.災害状況没入疑似体験アプリ
 1.1 システムの概要
 1.2 ハードウェア
  1.2.1 Androidスマートフォン
  1.2.2 防災情報サーバ(WebAPI)
 1.3 アプリ
  1.3.1 浸水状況疑似体験アプリ
  1.3.2 火災状況疑似体験アプリ
2.評価実験
 2.1 実験条件
 2.2 実験手順
 2.3 実験結果
3.考察
4.まとめ・今後の課題

第3節 VR津波体験ドライビングシミュレーター
1.システムの概要
 1.1 ハードウェア
 1.2 ソフトウェア
 1.3 津波に押し流される様子の再現方法
 1.4 体験シナリオ
2.評価実験
3.実験1の結果
4.実験2の結果
5.考察・まとめ

第4節 スマート端末向けアプリを活用した体験型防災教育
1.アクティブラーニング災害訓練
2.「CERD-AR」アプリの開発背景
 2.1 地図表示機能
 2.2 AR表示機能
 2.3 タイマーによる災害発生・範囲拡大の機能
 2.4 視聴覚的な警告機能
 2.5 アプリで表示するデータの詳細と作成方法
3.他地域での活用促進と継続・共創的な開発のためのオープンソース公開
4.防災教育におけるARアプリの活用事例
 4.1 堺市南区御池台地域での事例
 4.2 大阪市阿倍野区での事例
5.今後の展開
 5.1 災害訓練での「CERD-AR」の活用予定
 5.2 今後の開発


◇第13章 VR/AR技術のナビゲーション、学習支援への応用事例◇


第1節 CGアバタの先導による道案内とその肉体的負担評価
1.実際の先導者による追随効果
 1.1 検証方針
 1.2 実験計画
 1.3 視線計測結果
 1.4 姿勢計測結果
2.先導者の重畳表示による追随効果の検証
 2.1 検証方法
 2.2 試作した道案内システムの評価実験
 2.3 頭部姿勢の計測結果

第2節 AR技術によるバーチャル伝統工芸システムの開発
1.システム構成
2.伝統工芸品提示用モバイルアプリケーション
3.伝統工芸品管理ウェブアプリケーション
4.今後の展開

第3節 博物館における拡張現実(AR)技術の活用事例とその意義
1.博物館における情報技術の位置付け
 1.1 博物館の変化
 1.2 「ハンズ・オン」と「マインズ・オン」
2.横浜市歴史博物館(注5)でのAR技術の導入事例
 2.1 博物館の課題の抽出
 2.2 コンテンツのデザイン
 2.3 データ収集方法
 2.4 結果
  2.4.1 実施の概要
  2.4.2 主な知見
 2.5 考察
3.今後の展望

第4節 拡張現実を用いたプラント保守・解体作業支援
1.拡張現実感を用いたメトリック情報の可視化
2.拡張現実感を用いた運搬仮置き検証システム
3.拡張現実感を用いた保守・解体情報共有システム
4.拡張現実感を用いた放射線の可視化


◇第14章 3D映像刺激の生体影響評価◇

1.3D映像視聴が生体に影響を与える要因
 1.1 機器によって生じる左右眼用映像のずれ
 1.2 調節距離と輻輳距離の不一致
 1.3 不適切な両眼視差
  1.3.1 水平方向視差
  1.3.2 垂直方向視差
2.3D映像の生体影響評価
 2.1 主観的評価法
 2.2 客観的評価法
  2.2.1 視機能
  2.2.2 脳活動
  2.2.3 自律神経活動

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