第12回VR技術者認定試験の振り返りとポイント

# はじめに

この記事は[一人VR技術者認定試験 Advent Calendar 2018](https://qiita.com/advent-calendar/2018/vr-engineer)の1日目の記事です。

第12回VR技術者認定試験の問題を振り返って、覚えておくと良いポイントをまとめていきます。
個人メモの側面が強いのですが、軽く復習する時とかにも使えると思います。

誤った理解をしている可能性もありますので、その場合はご指摘いただけますと幸いです。

試験問題: https://www.vrsj.org/wp-content/uploads/2017/01/%E7%AC%AC12%E5%9B%9E%E5%95%8F%E9%A1%8C%E7%94%A8%E7%B4%99_%E6%9C%80%E7%B5%82%E7%89%88_web.pdf
模範解答: https://www.vrsj.org/wp-content/uploads/2017/01/%E7%AC%AC12%E5%9B%9E%E6%A8%A1%E7%AF%84%E8%A7%A3%E7%AD%94_%E6%9C%80%E7%B5%82%E7%89%88.pdf

ちなみに全67問中45問正解で、正答率は67％でした。

# 振り返り

## 第1問 バーチャルリアリティとは何か


**Virtualの正確なニュアンスと反意語の関係**

Virtual(本質的) ⇔ Nominal(名目的) / Imaginary(虚)

**バーチャルリアリティの三要素**

1. 実時間の相互作用性
1. 3次元の空間性
1. 自己投射性

## 第2問 バーチャルリアリティの構成

**ポイント**

- ディスプレイは映像を表示するものでなく、広義の提示装置を指す
- VRは3次元空間に入り込んでインタラクションを行う

**AIP Cube (MITのD.Zeltzerが提唱)**

![sf-10-638.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/55365/08b693e2-1eec-c58b-ccdf-79184bdd1a5e.jpeg)
引用元: https://www.slideshare.net/Sun_san2160/sf-58416544

## 第3問 脳神経系の解剖学的構造と神経生理学の基礎

馴染みのない単語が多くて覚えづらいですね。

**ポイント**

- 大脳は大脳半球と間脳からなる
- 大脳基底核
    - 大脳皮質と視床や脳幹との間を中継する
- 辺縁系
    - 情動・意欲・記憶・自律神経活動に関わる
- 後部の頭頂部と後頭部が感覚入力を受容
- 前部の前頭葉が運動刺激を出力

視覚情報処理の流れは把握しておくと良さそうです。

![IMG_9816.jpg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/55365/46574df9-bd07-b021-a929-52ae6e444e67.jpeg)
引用元: [バーチャルリアリティ学](https://www.amazon.co.jp/%E3%83%90%E3%83%BC%E3%83%81%E3%83%A3%E3%83%AB%E3%83%AA%E3%82%A2%E3%83%AA%E3%83%86%E3%82%A3%E5%AD%A6-%E8%88%98-%E6%9A%B2/dp/4904490053)

## 第4問 視覚

**ポイント**

- 眼球運動性: 調節、輻輳
- 両眼性: 両眼視差
- 単眼性: 隠蔽、遠近法、テクスチャ勾配、速度勾配、キャストシャドー、陰影

## 第5問 聴覚

**耳の構造**

![JPEG image-79777E9FF532-1.jpeg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/55365/f9cc3661-c323-4b97-ed7f-112ca44e4590.jpeg)
引用元: [バーチャルリアリティ学](https://www.amazon.co.jp/%E3%83%90%E3%83%BC%E3%83%81%E3%83%A3%E3%83%AB%E3%83%AA%E3%82%A2%E3%83%AA%E3%83%86%E3%82%A3%E5%AD%A6-%E8%88%98-%E6%9A%B2/dp/4904490053)

**ポイント**

- 人間の可聴域は20〜20kHz
- 音色は同じ大きさと高さを持つが異なって聞こえる音の属性
- 両耳間時間差はめちゃめちゃ短い(6μs:microsecond)

## 第6問 体性感覚・内臓感覚

**感覚の分類**

- 特殊感覚
    - 視覚
    - 聴覚
    - 味覚
    - 嗅覚
    - 前庭感覚
- 体性感覚
    - 皮膚感覚
    - 深部感覚(骨格筋、関節)
- 内臓感覚(胃、腸、肝臓)

**ポイント**

- Aδ繊維
    - 有髄線維
    - 早い反応
- C繊維
    - 無髄繊維
    - 遅い反応
- 内蔵受容器の基本的な役目は体内の恒常性維持

## 第7問 前庭器官

**構造**

- 三半規管(回転運動を受容)
    - 前半規管
    - 後半規管
    - 水平半規管
- 耳石器(直線運動、傾斜を受容)
    - 卵形嚢(らんけいのう、水平方向)
    - 球形嚢(きゅうけいのう、垂直運動)

**ポイント**

- 動揺病(ベクション)は男性の方が高い感受性をもつ

## 第8問 味覚

**基本五味**

- 甘
- 酸
- 塩
- 苦
- うま

**味覚の神経伝達**

![JPEG image-52020268CD01-1.jpeg](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/55365/12e36076-7a53-f4cb-55b1-aef7c1c16f32.jpeg)
引用元: [バーチャルリアリティ学](https://www.amazon.co.jp/%E3%83%90%E3%83%BC%E3%83%81%E3%83%A3%E3%83%AB%E3%83%AA%E3%82%A2%E3%83%AA%E3%83%86%E3%82%A3%E5%AD%A6-%E8%88%98-%E6%9A%B2/dp/4904490053)

## 第9問 味覚・嗅覚ディスプレイ

**味覚ディスプレイのポイント**

- 基本五味である程度再現できる
- 液体をストローによって滴下する方法で実現可能
- 衛生的な課題がある

**嗅覚ディスプレイポイント**

- 基本の匂いは見つかっていない
- 匂い物質の「拡散」と「排気」が大事
- 空気砲方式もある

## 第10問 前庭感覚ディスプレイ

**ポイント**

- アクチュエータで加速度を与える
- 過渡的成分
    - アクチュエータ
- 定常成分
    - 傾けて重力を使う
- ウォッシュアウト
    - アクチュエータの動作限界をセーブする
- ウォッシュバック
    - ユーザーに気が付かれないように位置を戻す

## 第11問 体性感覚ディスプレイ

**ポイント**

- ハプティクスインターフェースとも呼ばれる
- 空間分解能の指標は2点分別閾(べんべついき)
- 振動子
    - 弁別閾が大きい場所で使われる
- ピンアレイ・ノズルアレイ
    - 弁別閾が小さい場所で使われる
- 知覚は応力の向きでなくひずみの大きさに比例する
    - →吸引しても押されているように感じる


## 第12問 脳活動の計測

**ポイント**

- BOLD信号
    - 血流量の増加によって起きる酸素濃度の変化
- MEG
    - 神経の電気的活動を測定
- fMRI
    - BOLD信号を計測
    - 身体的な拘束が多い
- NIRS
    - BOLD信号を計測
    - 空間分解能は下がるが身体的な拘束が少ない
- パラメータ
    - 空間分解能
    - 時間分解能
    - 形態性能
    - 安全性

## 第13問 3次元音空間の聴覚レンダリングとモデル

**ポイント**

- 室伝達関数
    - 聴取位置と音源位置の反射や回折を反映したもの
    - RTF
- 頭部伝達関数
    - 頭部付近の音現象を再現したもの
    - HRTF
- 距離によって遅延と減衰がおきる
- 幾何学音響理論
    - 直接音と反射波を考慮したもの
    - 計算方法
        - 音線方
            - 音源からの音線を追跡する
        - 虚像方
            - 鏡の位置に虚像を過程する

## 第14問, 第15問 人体モデルと運動生成

**ポイント**

- 関節トルクの計算はPID制御が使われる
    - 関節は目標値に追従する
- 力学シミュレーション
    - 外力に対する反応などを生成できる
    - バランス制御は保証できない
- 球面関節
    - 3自由度
- 回転関節
    - 1自由度

## 第16問 柔軟物の変形シミュレーション

**ポイント**

- 変異が微小なら弾性変形する
    - 外力がなくなったら元に戻る性質
- 変形モデル
    - バネ質点モデル
    - 有限要素モデル
        - 三角形の集合として表現
        - 支配方程式の重ね合わせの連立方程式を解く
- 各要素の位置や弾性パラメータの設定が事前に必要

# まとめ

選択肢式なので細かい用語を覚えているかと言うよりは、どういった要素が存在するか・それがどういった役割を果たしているか、などを問う問題が多いように感じました。

個人的には選択肢の一部(のみ,ない)などを見落として誤答することが多かったので、注意したい。

[一人VR技術者認定試験 Advent Calendar 2018](https://qiita.com/advent-calendar/2018/vr-engineer)の2日目は[【VR学まとめ】1.1 バーチャルリアリティとは何か](https://qiita.com/nkjzm/items/47f8c05a7e7b789aa65f)です。