芳博（Yoshihiro MIYAKE）

学位被授与者氏名

三宅

学位の名称

博士（工学）

学位番号

博（一）第１３号

学位授与年月日

平成１９年９月３０日

論文題目

Web3D コンテンツのためのナビゲーションインタフェースに関する研究

論文題目（英訳または和訳）

Study on navigation interfaces for Web3D contents

論文審査委員

論文審査委員会
委員主査 ：福岡工業大学大学院知能情報システム工学専攻教授
同審査委員：福岡工業大学大学院知能情報システム工学専攻教授
同審査委員：福岡工業大学大学院知能情報システム工学専攻教授
同審査委員：福岡工業大学大学院物質生産システム工学専攻教授

荒屋須崎
横田倪

真二
健一将生
宝栄

論文審査機関福岡工業大学大学院工学研究科

論文内容の要旨（和文）

Web3D の国際標準である VRML/X3D 専用のブラウザの大部分は、walk、fly、study などの基本的な空間移動（基本的な視点制御）だけのインタフェースを提供している。ユー
ザは、特に初めて訪れる大規模な 3 次元仮想世界では、世界の全体把握にかなりのナビゲーション時間を費やさなければならない。したがって、Web 上の任意の VRML/X3D コンテンツに対して簡単に利用できるナビゲーションインタフェースが、多くの非熟練ユーザに強く望まれている。本論文では、従来研究の問題点を解決した 4 種類の新しいナビゲーションインタフェース、すなわち、（1）クライアント側で自動生成される汎用的なマップベースインタフェース、（2）大規模な仮想世界で目的のオブジェクトを簡単に検索できる階層型オブジェクトベースインタフェース、（3）仮想世界に関する抽象情報をオンデマンドで提供する音声エージェントインタフェース、（4）目的のオブジェクトを含むパノラマ画像を瞬時に検索・表示することができる VRML ベースキュービックパノラ
マシステムのためのインタフェース、を提案する。
本論文は以下の8章より構成されている。第1章では、研究の背景と内容梗概について述べる。第2章では、VRML/X3Dブラウザ、マップベースインタフェース、オブジェクトベースインタフェース、エージェントインタフェースおよびキュービックパノラマシステムに関連する従来研究の問題点について考察する。第 3章では、Web上の任意のVRMLコンテンツに対して一般的なマップベースインタフェースを提供する Webページを提案する。このマップ上にはアバタが表示され、ユーザ視点と連動して動く。第4章では、VRMLコンテンツ内の各オブジェクトのバンディングボックスを計算することによってVRMLコンテンツから簡略マップを自動生成する方法を提案する。
また、マップに効率的にラベリングを行う方法も提案し、これら二つの方法について評価を行う。第5章では、階層型オブジェクトベースインタフェースとその自動生成法を提案し、その評価を行う。このインタフェースでは、 シーングラフを解析することによって階層型スクロールメニューが自動生成される。第 6章では、MSエージ
ェント技術による音声情報ボックスを提案し、その実験的評価を行う。ユーザがそのボックスをクリックすると2体のキャラクタエージェントが出現し、人工音声で説明を開始する。第7章では、キュービックパノラマシステムを開発するとともに、ラベリング支援ツールとオブジェクト検索エンジンを提案する。 第8章では、本研究の主要結果をまとめ、今後の課題について議論する。

論文内容の要旨（英文）Most of the browsers for VRML/X3D which is an international standard of Web3D
provide navigation interfaces only for fundamental movements (basic viewpointcontrols) such as walk, fly, study and so on. Users must consume a large amount ofnavigation time in order to grasp the 3D virtual world as a whole especially when
visiting a large-scale virtual world for the first time. Therefore an easy navigationinterface for any VRML/X3D content on the Web has been strongly desired by many
inexperienced users. This thesis proposes four kinds of new navigation interfaces thatcan solve the problems of conventional research, i.e. (1) a general map-based interface
that is automatically generated in the client side, (2) a hierarchical object-based
interface that can easily search a target object in the large-scale virtual world, (3) a論文審査結果

voice-agent interface that can provide abstract information on demand about thevirtual world, and (4) an interface for the VRML-based cubic panorama system thatcan promptly search and display a panoramic image including a target object.
The thesis consists of the following eight chapters. Chapter 1 describes thebackground and the outline of our research. Chapter 2 considers the current
problems of VRML/X3D browsers, map-based interfaces, object-based interfaces,
agent interfaces, and cubic panorama systems. Chapter 3 proposes an ordinary Web
page that provides a general map-based interface for any VRML content on the Web.
An avatar is displayed on the map and moves around along with the user’s viewpoint.
Chapter 4 proposes a method of generating a simplified map from any VRML content
by calculating the bounding box of each object included in the content. It also
proposes an efficient method of labeling the map, and evaluates those two methods.
Chapter 5 proposes a hierarchical object-based interface and its automatic
generation, and performs the evaluation. In this interface a hierarchical scroll menu
is generated by analyzing the scene graph. Chapter 6 proposes a voice information
box based on the MS agent technology and performs its experimental evaluation.
When the box is clicked by the user, two character agents appear and begin to explain
in artificial voice. Chapter 7 has developed a cubic panorama system together with alabeling support tool and an object search engine. Chapter 8 summarizes the mainresults of this study and discusses some future subjects.
＜学位論文審査の結果＞
本論文は、国際規格VRML/X3Dで記述された、インタラクティブなマルチメディアコンテンツのためのナビゲーションインタフェースを提案し、実験的にその有効性を示したものである。現在のナビゲーションインタフェースは、Walk、Fly、Study といった基本的な空間移動手段きり提供していないため、非熟練ユーザでも大規模３次元仮想環境を快適にナビゲーションできる知的なユーザインタフェースが強く望まれている。
このニーズに対し、本論文は４方向からのアプローチを試みている。第一に、Webからダウンロードした３次元コンテンツのシーングラフを解析し、仮想環境と連動する簡略電子マップをクライアント側で自動生成するマップベースインタフェースを提案している。これにより、これまで人手によってコンテンツ毎に開発されてきたマップベースインタフェースは、汎用性と自動生成能力を獲得した。第二に、Webからダウンロードした３次元コンテンツのシーングラフを解析し、階層型オブジェクトメニューをクライアント側で自動生成するオブジェクトベースインタフェースを提案している。これにより、ユーザは仮想環境を実際に動き回らなくとも、メニュー選択により目的オブジェクトに瞬間移動できるようになった。第三に、ユーザの要求に応じてキャラクタエージェントが出現し、人工音声とジェスチャによって仮想環境をガイドする、エージェントベースインタフェースを提案している。これにより、コンテンツに対する親和性が高まり、テキストを読まなくても仮想環境に関する抽象情報を入手できるようになった。第四に、ユーザが見たいオブジェクトを含む360度パノラマ画像を検索し、そのオブジェクトが画面中央に来るようなキュービックパノラマ用のインタフェースと、その開発支援ツールを提案している。以上の研究成果は、電気学会および電子情報通信学会の査読付論文６編（内、第１著者２編）にまとめられている。
これらの研究のベースにある基本的アイデアは、３次元コンテンツにアノテーションによって意味情報を持たせ、コンピュータがリアルな CG 画像を描画するだけでなく、自分が描画しているものが何であるかを理解できるようにした点にある。すなわち、本研
究は人工知能と Web と３次元 CG の三つを融合した“知的 Web3D”研究の第一歩と言える研究であり、学位審査委員会は、この論文が学位論文として適切な内容であると判断した。
＜学位論文公聴会＞
学位論文公聴会は、2007年9月3日の14 時から15時30分の間に約40名の参加者を得て開催された。この公聴会において、発表内容に関連する種々の工学的及び技術的な質問があったが、いずれも適切な回答を行うことができた。

＜最終試験の結果＞
公聴会後の最終試験においては、学位論文に関連する分野の学識を有し、今後主体的に研究を進めていくための基本的研究能力を備えていることを確認した。また、研究会発表論文及び査読付論文のExtended Summaryが英語で書かれていることから、英語論文作成能力もあると判断した。
＜総合判定＞
以上の結果から、学位審査委員会は、この論文が博士（工学）の学位に適格であると判定した。
主な研究業績

1“ラベル付キュービックパノラマシステム”，
電子情報通信学会論文誌 D，Vol.J90-D，No.10，pp.2936-2939 (2007)
著者： 三宅 芳博， 天野 完二， 粟井 康全， 荒屋 真二
2 “VRML/X3D コンテンツのためのマップベースインタフェースを提供する Web ページ”
，電気学会論文誌 C，Vol.127，No.9，pp.1375-1383 (2007)
著者： 三宅 芳博， 須崎 健一， 荒屋 真二
3 “VRML コンテンツ内検索機能をもつ階層型オブジェクトベースインターフェース”，
電子情報通信学会論文誌 D，Vol.J89-D，No.8，pp.1905-1909 (2006)
著者： 荒屋 真二， 木原 建行， 三宅 芳博
4 “多情報仮想環境のための音声情報ボックス”，
電子情報通信学会論文誌 D，Vol.J89-D，No.8，pp.1897-1900 (2006)
著者： 荒屋 真二， 佐藤 誠司， 三宅 芳博
5 “オブジェクトベース VRML インターフェース”，
電気学会論文誌 C，Vol.125，No.6，pp.985-986 (2005)
著者： 荒屋 真二， 須崎 健一， 三宅 芳博
6 “VRML コンテンツのマップベースインターフェースの自動生成”，
電気学会論文誌 C，Vol.125，No.1，pp.145-146 (2005)
著者： 荒屋 真二， 須崎 健一， 三宅 芳博
7 “仮想環境内の動的オブジェクトの視点自動生成”，
電子情報通信学会技術研究報告，ITS2006-58，pp.89-93 (2007)
著者： 立石 誠， 三宅 芳博， 荒屋 真二
8 “イメージベース仮想環境のアノテーションとその応用”，
電子情報通信学会技術研究報告，ITS2006-57，pp.83-87 (2007)
著者： 天野 完二， 粟井 康全， 三宅 芳博， 荒屋 真二
9 “An Object-Based Navigation Interface for VRML/X3D Contents”，

10

IEICE SIG Notes, WI2-2006-38-66, pp.25-30 (2006)
Authors： Yoshihiro MIYAKE， Makoto TATEISHI， and Shinji ARAYA“仮想環境用簡略マップの自動生成とその効果”，
電子情報通信学会技術研究報告，MVE2005-47，pp.7-11 (2005)
著者： 三宅 芳博， 荒屋 真二

その他

学会講演会論文：13 編