情報処理学会 インタラクション 2019
IPSJ Interaction 2019

2B-15
2019/3/6

Leap Motion を用いた「囲む」動作による自由形状オブジェクト生成ツール
仁藤大貴†1

及部礼成†1 船木里美†1栗原渉†2

串山久美子†2

概要：Leap Motion や Kinect などを用いてユーザの動作を認識し，直感的な 3DCG モデリングを支援する研究が多く存在する．それらの研究は，それぞれ特定の動作を基本としたものが多い.本研究では，囲まれた形状を自由に変えることができる「囲む」動作に着目し，ユーザが動作を用いて行う 3DCG オブジェクト生成ツールのプロトタイプの実装，評価を行う．直感的に行う 3DCG オブジェクト生成ツールを示すことですべての過程を直感的に行うことを可能にする 3DCG モデリングツールの一部として提案を行う．

1. はじめに手法としてのシステムを示している．
既存の研究ではプリミティブ形状に対して，素手の移動

現在,Leap Motion や Kinect などを用いてユーザの動作や動作を用いて，編集を行っている．プリミティブ形状をを認識し，直感的な 3DCG モデリングを支援する研究が作り出すことは，最初にマウスなどを用いて入力を行って多く存在する．それらの研究は，それぞれ特定の動作を基いるため，操作性を損なわせていると推測される．本研究本としたもの多い．

では，囲む動作による入力でオブジェクトを生成するとき

本研究では，「囲む」動作に着目し，囲まれた範囲を入に直感的なものを生成するツールの提案を行う．初期段階

力情報とした．囲む動作は，実世界の指の移動などを用いから動作を用いて行うことでユーザは 3DCG モデリングをた入力と異なり，動作が実世界の中だけで行われるため，より直感的に行うことができる．

仮想空間との認知の差が少ない．ユーザが意識的に囲んだ範囲を特定の形状として認識することで，特定のオブジェクトを生成することができるツールを提案する．また，提3. プロトタイプ実装「囲む」動作の操作性の評価実験を行うためのプロトタ

案ツールのプロトタイプの実装，評価を行った．

イプの実装を行う．本稿では，プロトタイプの入力情報の2. 関連研究

選定と手法の調査を行う．

マウスやキーボードなどの従来の入力機器を用いての3.1 入力情報の選定
素手の認識をしやすい Leap Motion を用いて実装を行

3DCG モデリングツールは複雑であり，画面上の仮想空間う．本プロトタイプの実装では基本的なオブジェクトとしの認知がしにくいと考える研究は多く存在する．既存の研て，四面体，球，立方体の三種類のオブジェクトを生成す

究では，直感的に 3DCG モデリングを行うために素手の動る．親指と人差し指を用いた三角形と円の認識，人差し指作による操作を行っている．渡邊らは赤外線センサーを用と中指を用いた四角形の認識をする．それぞれの指同士のいて，素手を認識する 3DCG モデリングツールを提案して接触を条件とし，三角形を認識すると四面体，円を認識すいる[1]．操作を素手の移動と掴むことにすることで仮想空ると球，四角形を認識すると立方体が仮想空間上に生成さ間と実世界との認知の差を軽減している. 基本動作の操作性は優れており，ユーザが従来の 3DCG モデリングよりも楽しくモデリングができることを示している. 一方で，松宮らは，粘土細工を行うような感覚で直感的かつ容易な自由形状のモデリングツールを提案している[2]．このシステ
ムでは，手形状入力装置を装着した手で変形を加えている．
指の接触と動作を認識することで，形状を凹ませる，または，つまみ出すように変形させることができる．デザイン
作成などの用途に着目し，仮想空間を利用した新たな造形†1 首都大学東京 システムデザイン学部
Faculty of System Design Tokyo Metropolitan University†2 首都大学東京 システムデザイン研究科
Faculty of System Design Tokyo Metropolitan University© 2019 Information Processing Society of Japan

図1

システムの様子526

情報処理学会 インタラクション 2019
IPSJ Interaction 2019

2B-15
2019/3/6

れる．それぞれの大きさは指で囲んだ範囲の大きさに比例動作を行うことがユーザにとってスムーズな動作となりえする．また，四面体に関しては，その三角形の比率に準じなかったためであると考えられる．その原因としては検出た四面体が生成される．のブレに対する補正が不十分であったことが挙げられる．

3.2 入力手法「操作を楽しいと思うか」という質問に対しては，図 4本システムでは，三角形と円の認識を同一の指で行うが示すように，「そう思う」に回答した人が多かった．こ為，その境界を定める必要がある．本プロトタイプでは，れにより，ユーザは自身のつくった形状がオブジェクトとその値を指の先端と第一関節をつないだ直線と地面との角して生成されることに楽しさを感じているといえる．

度(α)によって定め，検証した．そのため，対象者が指で三角形をつくった場合の cosαと円をつくった場合の cosαの数値の記録をそれぞれ 60 回ずつ行った．その後，それぞれの平均値を算出した．その結果，表 1 のようになっ(た．よって，本プロトタイプでは cosαが 0 以上の時は三)10
人 8数 6人 420角形とし，cosαが 0 未満の時は円であると定めて実装を行った．
表1

そう
思う

対象者が指で囲んだ時の cosαの値
図3cosαの平均値
指で三角形をつくった場合

0.22069

指で円をつくった場合-0.46327

どちらなと
いもい
え

ばど
そち
うら
思か
わとない
いえ

そう思
わ
ない

操作が直感的であるかの評価(10人 8数 6人 42
0

どばち
そら
うか思とういえ

4.1 実験
プロトタイプの実装は十分であるとして，本システムの)4. 本システムによる評価実験

そう思う

操作性を確かめるための評価実験を行った．
20 代男女 10 名を対象とし，アンケート調査を行った．
実際に三種類のオブジェクトを生成してもらい，「操作が図4

どばち
そら
うか思とうい
え

どち
らなと
いもい
え

ばど
そち
うら
思か
わとない
いえ

そう思
わ
ない

操作を楽しいと思うかの評価直感的であるか」「操作を楽しいと思うか」という 2 つの質問に対して，5 段階で示してもらった．

5. おわりに本研究では，素手を使った既存の 3DCG モデリングに対して，別の動作である「囲む」に着目して，直感的な操作手法を検討，プロトタイプの実装を行った．評価実験では，囲む動作による操作が直感的であることを示すことができたが，その認識に対しての課題が見つかった．
今後，ユーザが意図した認識情報を入力できるように具体的な条件を見直し，ユーザがスムーズな入力ができる条件を検討する．また，現段階での実装では，ユーザの認識形状に対して，簡素なオブジェクトが出現するだけであるため，より自由度の高いオブジェクトをつくるための入力

図2

実験の様子

4.2 結果と考察を検討することが挙げられる．
本稿における実装はオブジェクトを生成する過程のみで「操作が直感的であったか」という質問に対しては，あるが、編集過程などモデリングの一連の操作についても

図 3 が示すように,「そう思う」，「どちらかといえばそう調査を行い、全ての過程を直感的に行えるツールの開発を思う」に回答した人のみであり，本システムが直感的であ予定している。子供などの複雑な動作を行えないユーザがるといえる．しかし，5 段階評価のうち，もっとも高い評簡単に行えるツールを示すことで誰もが 3DCG モデリン

価での回答は 3 割であった．角度(α)の数値が定められたグを行える環境づくりを目指す．

© 2019 Information Processing Society of Japan527

情報処理学会 インタラクション 2019
IPSJ Interaction 2019

2B-15
2019/3/6

参考文献[1] 渡邉英光，八木美冴，佐藤美恵，素手による 3 次元モデリン
グシステムにおける操作手法に関する検討，映像情報メディア
学会報告．2016，vol.40，No.5，p.37-40．
[2]松宮雅俊，竹村治雄，横矢直和．自由形状モデリングのための陰関数曲面を用いた仮想粘土細工システム．情報処理学会論文
誌．2001，No.5，p.1151-1160．

© 2019 Information Processing Society of Japan528