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ビジュアルシーンと重畳せずに認識可能な視野闘争を用いた視覚的な UI 提示手法の検討
郭 凱1,a)下村 祐樹1

細井 十楽1伴 祐樹1

割澤 伸一1

概要：リアルタイムゲームにおいては，スコアや警告，ガイドのような常には画面に表示されていない情報を短時間に視覚的な UI を使ってユーザへ伝える必要がある．しかし，UI 画面をビジュアルシーンに重畳する既存手法では，ビジュアルシーンの情報が欠落するという課題がある．それを解決するために，筆者たちは両眼に異なる画像を提示することによって生じる視野闘争という現象を用い，ビジュアルシーンと闘争できるように片目だけ UI 画面を表示する手法を提案し，実験で提案手法の有効性を検証した．実験の結果，提案手法である視野闘争 UI が現在広く使われている半透明 UI と比べ，UI への視覚的印象が低下した一方，ビジュアルシーンの情報の変化への認識精度と認識の確信度が向上することが示唆された．

1. 緒言に保持しつつも，UI 背部のシーンに変化が生じた際には，その変化を迅速かつ正確に把握できるよう設計されている

リアルタイムシステムにおいては，一時的な情報をユーことが望ましい．UI とビジュアルシーンとの重畳が問題

ザに短時間で伝達したいという状況が存在する．例えば，のなるシーンとしては，オンライン対戦ゲームにおいて，ソーシャルゲームやオンラインゲームなどのリアルタイム

UI 画面を見ている最中にビジュアルシーンに敵が来てもゲームにおいては，スコアや警告，ガイドのような常に画気が付けないといった状況や，AR を用いて現実の設備を面に表示されていない情報を短時間にユーザへ伝える必要操作するとき，ビジュアルシーンの情報が UI によって隠がある．また，Augmented Reality (AR) においても，実されてしまい操作が困難になる状況などが考えられる．こ環境にある要素とインタラクションするための追加情報の時，特に文字や背景色が非透明な UI（非透明 UI）を用を User Interface (UI) などを利用して伝える必要がある．

いた際には，ビジュアルシーンの情報を全て覆い隠してし例えば，Smart House [1] のような部屋の家具とインタラまうため，隠された部分の情報を取得できない．重要な情クションする AR システムでは，家具を操作するためのメ報以外を半透明で表示する UI（半透明 UI）も用いられる

ニューや，家具の状態をユーザに UI を通じて伝えることが，透明ではない部分は依然としてシーンに重畳されるうで，自然なインタラクションが可能になる．これらの状況

えに，半透明部分においてはビジュアルシーンの色の属性でよく使われる UI としては，視覚的な UI や，音声 [2]，触が変化してしまい，視認性が落ちてしまう．また，視覚的

覚 [3] を用いた非視覚的な UI などがある．しかしながら，な UI を点滅させることで注意を引き付ける UI（点滅 UI）

音声 UI や触覚 UI は単位時間あたりに伝達可能な情報量が用いられることもあるが [5]，点滅 UI においても UI のが少なく，伝えることのできる情報の種類も制限されるた

点灯時には依然として重畳が発生する．さらに，UI が点滅め，短時間に大量な情報を伝えることに向いた UI ではなすることによって集中を妨げる可能性があるため [6]，点い．そのため，視覚的な UI がユーザへの情報伝達手段と滅している UI からの情報取得は効率が低下してしまうとして頻繁に用いられる．

考えられる.

しかし，視覚的な UI の背部のビジュアルシーンに必要上述した，UI 画面を重畳した際にビジュアルシーンの情な情報がある際には，UI が背部のシーンに重畳してしま報が欠落するという既存手法の課題を解決するために，本い，シーンから必要な情報が取得できないことがある．そ研究では視野闘争に着目した．視野闘争とは，両眼にあるのため，視覚的な UI は，UI 上の情報の可読性 [4] を十分程度以上な異なる光刺激（例えば，色や形状などが異なる刺激）が与えられた際に，両眼の視野が闘争しながらどち1a)

東京大学
The University of Tokyo
guo-kai@g.ecc.u-tokyo.ac.jp© 2024 Information Processing Society of Japan

らか一方のみが知覚される現象である [7]．この知覚交代の特性として，片目に静止した像，もう片目に動的な像が1011

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セージを表示するために使われている [5]．しかし，点滅

UI は情報取得が難しいため，大量な情報提示には適切ではない．
一方，視覚を使わない，音声や振動で情報を伝える UIの研究もある．例えば，振動を用いて視覚障害者にも操作できる UI [3] や，音声を利用して VR ショッピングの操作を音声のみでガイドする UI などが提案されている．しかし，いずれも大量の情報を伝えることは困難であり，伝達できる情報の内容も限られる．
図 1

視野闘争 UI のイメージ図

2.2 視野闘争
視野闘争とは両眼の網膜の対応部に，ある程度以上異質提示されている場合には，動的な像がより知覚されやすい的な刺激対象が同時に与えられるときに，脳が混乱し両眼ことが知られている [7]．また，主観意思によって左右どの像が一つに融合せず，各眼の像に対応する見え方が交互

ちらの視野がより知覚されやすいかを誘導できる [8]．に現れる現象である [7]．視野闘争の流れとして，「片目視本研究では，これらの特性から視野闘争を用いた UI（視野の注意部分が知覚される」，「闘争」，「もう片目の注意部

野闘争 UI）を提案した（図 1）．提案手法に関して以下の分が知覚される」のサイクルで行われる．闘争時には，ど2 つの仮説を立てた．

ちらの視野も完全な形では知覚されず，両眼の視野が重畳• 視野闘争 UI は，UI 上の情報の可読性を損なわず，まなしに交わった状態で知覚される．片目の視野が知覚された UI そのものに対する違和感や不快感といった視覚た際に，知覚されている視野を優位視野，知覚されていな印象を生じさせない．

い視野を劣位視野と呼ぶ [7]．

• 視野闘争 UI は，ビジュアルシーンの動的な変化に自視野闘争の特性や生体メカニズムについては様々な研究

然と注意力が向くことで，知覚される像が UI からビが行われてきた．Kovacs ら [10] は，知覚される視野が交ジュアルシーンに切り替わり，ビジュアルシーンの情代する時間を予測することはできないが，注意力を知覚し報を重畳なしに取得することができる．

たい視野に向けることで，優位に知覚される視野を誘導でこれらを明らかにするために，本研究では実験参加者を募り対照実験を実施した．実験の結果，提案手法である視きる特性を発見した．Ochiai ら [11] はこの特性を利用し，視野闘争万華鏡を作った．

野闘争 UI が現在広く使われている半透明 UI と比べ，UI

Lack ら [12] は視野闘争が発生すると，注目者の注意力自身への印象が低下することや，ビジュアルシーンの情報を引くことを発見した．また，Blake ら [13] は視野闘争にの変化への認識精度が高まり，認識の確信度も高まること

おいて，左右視野にあるオブジェクトの色や彩度が優位視が示唆された．

野の交代時間に影響する特性を見つけた．これらの特性を

2. 関連研究
本章では，UI 提示に関する先行事例および視野闘争現象に関連する研究を紹介する．

利用し，Erickson ら [14] は AR における警告メッセージへの視野闘争の応用を提案した．
視野闘争の他の特性として，左右眼の視野が静止的な像だけではなく，片目に動く目標がある像を提示し，もう片目に静止した像を提示すると，動的目標が知覚されやすい

2.1 UI 提示手法
よく使われる UI としては，視覚的な UI や，音声 [2] や触覚 [3] などを用いる非視覚的な UI がある．視覚 UI には，非透明な視覚 UI と重要情報以外を半透明にする半透特性をもつ．

3. 視野闘争 UI の検証実験
3.1 実験目的と概要

明 UI がよく用いられる．非透明な視覚 UI は，システムの本研究の実験目的は，視野闘争を利用した UI により，UI状態がストップできるシステムにおいて用いられる場合が上の情報を従来の UI と同様に取得でき，UI の背部に生じ多い．一方，リアルタイムシステムには半透明 UI がよくるビジュアルシーンの情報変化を正しく認識できるかどう使われている．例えば，Counter-Strike: Global Oﬀensiveかを明らかにすることである．実験は視野闘争 UI と半透（CS:GO） [9] において，スコア，バッグ，他のプレイヤー

明 UI を比較する，1 要因 2 水準で構成されている．本研

情報はすべて半透明な UI を使っているユーザに提示して究は東京大学倫理審査委員会の下，承認されている（審査いる．ほかに，視覚的な UI を表示したり消えたりするよ

番号：23-379）．

うな点滅 UI もあり，Farming Simulator 22 でガイドメッ© 2024 Information Processing Society of Japan1012

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3.2 システム
3.2.1 設計方針
既存の視覚的な UI である非透明 UI は，ビジュアルシーンを全て覆い隠してしまうため，UI 背部の情報が完全に取得できない．また，点滅 UI は常に点滅するため，UI 上にある情報の取得が難しく，短時間に大量の情報を伝えることに不向きである．そのため，本実験では，現在広く使われており，UI による情報提示とビジュアルシーンへの重畳が適度にバランスされていると考えた半透明 UI をベースラインとして，比較実験を構築した．本実験では，比較

図 2

ユーザ視点から見た UI 画面項目として，大きく「UI 自身の可読性と印象」と「ビジュとにランダムな 12 個の 3 桁の自然数が記載された UI 画面アルシーンの情報変化の取得」に分けて比較を行った．

が表示される（図 2）．UI 右下には実験の経過時間を示す

UI 自身の可読性と印象評価では，UI からの情報の取得時計が表示され，実験参加者はタスクの終了時間を確認す難易度（可読性）と UI 全体の視覚的な印象（違和感）のることができた．実験参加者は，「数字読み上げタスク」に2 つの項目の評価を行った．UI の可読性については，UI表示された数字タスク UI の数字を左上から行を沿って順上に記載された文字をユーザが正しく取得できるかどうか番に読み上げ，UI の後ろにオブジェクトが出た際にはそれを評価する．UI 全体の視覚的な印象については，既存のを覚えるようにした．オブジェクトが出現してから 1 s 後

UI 提示方式と異なり，視野闘争は自然に見ることのないに画面が自動的に「オブジェクト認識タスク」に移る．な現象であるため，視野闘争 UI はその新奇性から違和感をお，タスク終了時間より早めに読み終わった際に，再度最生じさせてしまう可能性があり，評価が必要であると考え初から読み上げるようにした．

た．例えば，点滅 UI の場合には点滅が発生するため，UI

2 「オブジェクト認識タスク」では，ビジュアルシーン○

画面の文字，図形などの情報取得が難しいが，点滅の提示のオブジェクトへの認識を評価し，ビジュアルシーンに図方式は日常にも存在するため，違和感は生じないものと考2 のようにオブジェクト（赤い線で囲まれた部分）が 1 s 間えられる．本研究の提案手法である視野闘争 UI において出現する．オブジェクトは数字に重畳する空間内でランダは，UI からの情報取得は従来手法と同様に行えるが，視覚ムな位置に生成される．なお，実験参加者がオブジェクト的な違和感が強く生じることが UI への適用の妨げとなるの出現タイミングを予測し，ビジュアルシーンに事前に注可能性がある．

意を向けることを防ぐため，出現するタイミングはタスク

ビジュアルシーンの情報認識評価については，UI 背部のがスタートしてから「6 s 後」,「7 s 後」,「8 s 後」,「9 s 後」,

ビジュアルシーンに動的に出現するオブジェクトに対し，「10 s 後」,「最後まで出現しない」と 6 種類に分けた．図 3

その認識の精度を正答率を用いて評価した．半透明 UI にの画面で，数字読み上げタスクにおいて出現したオブジェ

おいては，非透明に表示されている重要情報がビジュアルクトの形状を回答する．

シーンの情報に重畳されることで，シーンの情報変化が認識できない，あるいは認識の精度が低下してしまうことがある．一方，視野闘争 UI では，動的な変化に対する注意力を用いた有意視野の切り替えによりビジュアルシーンの情報が正確に知覚すると考えられるため，正答率が高まることが期待される．

3.2.2 タスク設計
Unity で構築した実験システムを以下に説明する．実験においては，実験参加者は UI を見ながら UI 上に記されている数字を読み上げる「数字読み上げタスク」と，ビジュアルシーンにオブジェクトが出現した際にはオブジェクト

図 3

オブジェクト認識タスクの形状を記憶し回答する「オブジェクト認識タスク」を課せられた．ここで，数宇の読み上げは，UI からの情報の選択肢は A から E までの 5 択であり，選択肢 A，B，C可読性および見た目の違和感を評価するためのタスクであには実際に出現したオブジェクトと，ランダム選ばれた 2

り，オブジェクトの記憶はビジュアルシーンの情報変化につのオブジェクトが表示される．何も出現しない試行にお関する認識タスクとなる．

いては，A，B，C にすべてランダムなオブジェクトが表示

1 「数字読み上げタスク」では，ユーザの前に各試行ご○© 2024 Information Processing Society of Japan

される．選択肢 D は「背景に何かがあるが，わからない」，

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図 4

各評価項目の箱ひげ図

選択肢 E は「背景に何も出なかった」であった．ユーザがスク」，「オブジェクト認識タスク」の順に試行を行った．

正しくオブジェクトを認識できておらず回答に自信のない

実験時間は 1 人につき約 60 分程度であった．

場合においてランダムに選択した回答が正答であった場合

実験参加者はまず実験室に入室後，実験システムの操作には，正答率だけでは正しくユーザの認識状況を評価でき方法と実験の流れについて説明を受けた．その後，アンない．従って，本研究では，正解の場合を 1，不正解の場合ケート項目に関して，UI 上の情報の可読性と UI の視覚的を 0 として設定した上，新たな評価指標として「Cpoint」な印象の 2 項目について質問の意味を誤解することのない= [正解点数 × 確信度] でオブジェクト認識タスクの回答評ように説明を受けた．特に，UI の視覚的な印象は UI の情価を行った．ここでの確信度とは，自身の選択に対しどれ報を除いて，UI 提示で感じた違和感/不快感を回答するよほどの自信を持つかを評価する指標であり，オブジェクト

うに説明を受けた．その後実験参加者は椅子に座り，実験の認識タスクの最後に，0 から 100 までの整数値で回答すの流れや，回答方法について練習を行った．練習は視野闘ることが求められた（0: 全く自信がない, 100: かなり自信

争 UI と半透明 UI の 2 条件で試行をそれぞれ 3 回ずつ，計をもつ）．ビジュアルシーンにオブジェクトが出現しない

6 回行われた．なお，練習では，UI そのものに慣れてもら場合には，選択肢の選択および確信度の評価は不要とした．

うため，オブジェクトの出現タイミングを長めに 12 s と固質問項目

表 1 アンケート項目
質問の内容定した．練習後，参加者は 2 水準の UI 要因について 12 回ずつ（出現タイミング 6 種 × 繰り返し 2 回）計 24 回，ラQ1.UI の可読性

数字タスク UI からの情報を取得できた

ンダム順を用いて順序効果を防いだ順番で試行を行った．

Q2.UI の視覚的印象

数字タスクの UI は見やすかった

回答終了後に，アンケート画面でアンケートを回答した．

Q3. 背部オブジェク

数字タスク UI の後ろのオブジェクトが全ての試行が完了後，全体をまとめて視野闘争に関するイ

トの見やすさ

見やすかったンタビューと年齢，性別の事後アンケートに回答した．

その後，参加者は表 1 に示す質問内容へ，各試行の直後4. 実験結果に回答することを求められた．質問画面には，3 つの質問17 名（男性 7 名，女性 10 名，平均年齢 24.7 歳）の参加から構成されていた．そのうち 2 つの質問は UI 自身に関者を募って実験を実施した．本研究での統計解析におけるするものであり，UI の可読性と UI の視覚的印象が問われ有意水準は 5%とした．

た．ここで，UI の可読性は UI の情報のみに注目し，情報実験条件の 2 群のデータについて，UI の可読性，UI の視の取得しやすさである．UI の視覚的な印象は，UI が視覚覚印象，オブジェクト見やすさは順序尺度であるリッカー的に不快感や，提示方法の違和感である．最後の質問では，ト尺度であるため，UI の水準ごとに 12 個の試行データのビジュアルシーンにあるオブジェクトの見やすさ，重畳の中央値を取り処理した．また，Cpoint は 0 から 100 までの程度が問われた．3 つの質問は，全部 7 段階のリッカート自然数の離散評価から算出されており，データ全体につい尺度で回答するように求められた（1: 全くその通りではなて Shapiro-Wilk 検定にて正規性を確認した結果，正規性い, 7: 全くその通り）．

が棄却されたため，ノンパラメトリックデータとして取り扱い，同じく中央値を取り処理した．以上 4 項目における3.3 実験手順評価値の分布の箱ひげ図を図 4 に示す．実験条件ごとの 2

実験参加者は 3.2 のシステムを用いて，「数字読み上げタ© 2024 Information Processing Society of Japan1014

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群のデータについて，Shapiro-Wilk 検定にて正規性を確認も取得できると考えられる．実験後に実験参加者（3 人）した．表 1 に示したリッカート尺度であるアンケート項目に上記の設計方法を体験してもらい，インタビューした結Q1, Q2, Q3 について，正規性を確認したところ，Q1 は 2

果，ビジュアルシーンに情報変化がないとき，半透明 UI と群中 2 群で正規性が棄却され，Q2, Q3，Cpoint はれぞれ 2

分別できず，ビジュアルシーンオブジェクトが出現した際群中 1 群で正規性が棄却されたため，対応のある 2 群に対にはその形状を重畳なしに取得でき，違和感も生じないとするノンパラメトリック検定である Wilcoxon signed-rank

報告された．しかし，この設計では，オブジェクトの色がtest を用い 2 群間の有意差を計算した．

透明パネルを通してからユーザーに伝わるため，オブジェまた，実際にはビジュアルシーンにオブジェクトが出現クトの色が変化してしまう．本実験で使用した方式は，オしたものの，ユーザが完全に気が付かなかった，あるいはブジェクトの色も認識できるが，上述のような違和感があ

気が付いても形状が認識出来なかった回数（340 回の中何る．違和感と色認識のバランスについて，今後さらに検討回存在するか）について，視野闘争 UI と半透明 UI それぞした上，新たな UI 提示方式としての活用が期待される．

れについて集計した結果を表 2 に示す．
表 2

7. 結論

ビジュアルシーンのオブジェクトへの認識状況
視野闘争 UI

半透明 UI

Object に気が付いたが判別できなかった

2回

13 回

Object に気が付かなかった

2回

47 回

本研究では，視野闘争現象を視覚的な UI に適用した時に，UI 自身の可読性，視覚的な印象を維持したうえ，ビジュアルシーンの情報変化を認識できるかどうかを検証した．実験を行った結果，視野闘争 UI は UI 自身の可読性，視覚的な印象が半透明 UI より低下した．その原因は視野5. 考察

闘争 UI が視野闘争現象が普段から見れなく，闘争中にも違和感が感じられたためと考えられる．一方，ビジュアル

図 4 より，UI の可読性と UI の視覚的印象について視野シーンにある情報は仮説通りに，視野闘争 UI を使う際にビ闘争 UI が有意に低く，オブジェクトの見やすさと認識精ジュアルシーンにあるオブジェクトへの認識精度が高まっ

度 Cpoint については視野闘争 UI が有意に高く評価されてた．今後，視野闘争 UI の違和感を減らす方法や，UI とビいることが確認された．また，表 1 より，視野闘争 UI におジュアルシーンの色組み合わせについてさらに検討される

いては，オブジェクトの存在を認識できない回数が半透明べきである．

UI よりも少なくなっており，提案手法がオブジェクト認識の精度を上昇させたと考えられる．以上より，視野闘争

参考文献

UI はビジュアルシーンへの認識精度が仮説通り半透明 UI[1]

より高まる一方，UI 自身の視覚的な印象と可読性が仮説と異なり，従来の半透明 UI より低下し，UI 上の情報取得も半透明 UI より難しくなったことがわかった．その原因は，[2]

視野闘争現象の性質上，視野全体で闘争が安定しないときに，左右視野が相互に現れ，視覚的に違和感が強く感じらたからと考えられる．ただし，実験参加者インタビューにおいて，視野闘争 UI は見たことがない UI であり，最初の[3]

うちは慣れず視覚的な印象が低かったが，試行回数が増えるにつれ，違和感が減少したという意見が 8 人から報告された．したがって，視野闘争 UI に慣れると，違和感による UI 可読性と視覚的な印象が低下する問題を解決できる可能性もあると考えられる．

[4]
[5]
[6]

6. 将来の展望
前述のような，視野闘争による違和感に対し，違和感を[7]減らす方法として，片目に情報を載せた UI を表示し，もう片目に UI と同じ色の透明度の高いパネルのみを表示する方針が考えられる．UI 全体を闘争させるのではなく，UI上にある情報だけ闘争させることによって，UI 自身に対する違和感を減らすことができ，ビジュアルシーンの情報© 2024 Information Processing Society of Japan[8]

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