プロジェクト報告書（最終）Project Final Report

提出日 (Date) 2020/01/22

心に響く情報の杜

Jouhou-no-Mori resonating with us佐藤颯 Hayate Satoh
させることを到達目標とした。

1 背景

3 清酒グループの課題解決のプロセスとVR(virtual reality) とは、ユーザーの感覚を刺激する

その結果ことにより現実ではないがそれに近い環境を作り出す技術

3.1である。バーゼル大学では CT 画像から三次元 (3D) の人

Unity による表示体を再現することによって骨や筋肉の位置を把握すること

今回 3D-VR 散布図表示ツールを開発するにあたってができる外科手術の VR シミュレーターが開発される [1]

我々が使用した Unity[2] は、統合開発環境を内蔵し、複など、近年 VR の用途が多様化され訓練など多様な面に数の機材に対応するゲームエンジンであり、主にモバイル役立てる動きが活発になっている。しかし、現状では VRやブラウザゲーム制作に使用する。Unity では C#を用

は情報の表現にあまり利用されていない。従来の情報の表いたプログラミングが可能であり、さらに Unity 内での現にはグラフや表, 写真, 映像,CG(Computer Graphics)

オブジェクトの制作や他サイトで製作したオブジェクトなどがあるが、これらの表現は実際の状況を表しきれないを Unity 内に表示できる。本グループの開発班は 2 名で、場合があるという問題点がある。そこで、本プロジェクト

プログラミング 1 名とデザインおよびオブジェクト制作

では情報を VR によって表現し、より現実感のある表現1 名に別れて作業を行った。C#の構文はその名の通り Cを行うことを目指す。

系言語 (C 言語や C++, java など) の影響があるが、Cや C++ と比較して様々な制限や改良が加えられている。

2 課題の設定と到達目標

開発者は過去に C#の学習経験がなかったため、インター本プロジェクトでは従来の表現では現実感のある情報ネット上の学習サイトや C#の学習経験がある知人を通の表現を行うことが出来ないという問題を解決することして構文を学んだ。オブジェクト制作には、Unity 内にを課題とした。また、現実感を持つ情報の表現を行う VRある material 機能および SketchUp[3] というツールを用アプリケーションを開発することを到達目標とした。本いた。3D-VR 散布図には 3 つの軸および多数のシンボル

プロジェクトでは清酒と料理の味成分と気象情報に焦点が存在する. それらを表示するために material 機能を用を当て、2 グループに分かれて活動を行った。

いた。Unity の操作は今回のプロジェクトが初だったの

2.1

清酒グループで、インターネット上のサイトからオブジェクトの制作,清酒 x の味は清酒 x の分析値で表現できる。清酒料理着色, 座標の指定などを学んだ。また 3D-VR 散布図の背ペアリングデータに基づく解析と清酒食材統計データに景および細部のオブジェクトには SketchUp を用いた。

基づく解析により、清酒分析値 (一般分析値) と相性の良SketchUp とはパソコン用の 3D モデリングソフトウェア

い料理を解析した。その結果を清酒と料理の相性を視覚であり、直感的な操作性により所得することができ、無償的に把握するために、VR 空間に散布図を表示できる VR版も用意されていることから建築や教育分野でプロ・アマアプリケーションの開発を到達目標とした。

問わず広く普及している。SketchUp は過去に学習経験が2.2

気象グループあったため比較的早く技術を習得することができた。ま気象グループでは雨や雪などの気象を、VR を用いて仮た、オブジェクトを SketchUp から Unity に移行して表想空間上に表すことを課題とした。また、様々な気象の中示する際にオブジェクト本来の色が反映されない問題がで運転のシミュレーションを行う VR アプリケーション発生したが、気象グループのメンバーと協力しこの問題をを開発し、気象条件による運転中の視界の変化を疑似体験

1解決した。

3.2

データに基づくペアリング解析

3.2.1 清酒料理ペアリングデータに基づく解析
清酒には一般分析によって得られる 4 つの分析値がある。その 4 つとはアルコール度数・日本酒度・酸度・アミノ酸度である。私たちはこの 4 つの分析値が近い清酒同士には似たような味わいが感じられると考えた。また、清酒は味わいにより薫酒，醇酒，爽酒，熟酒の 4 つの清酒種別に分かれるとされている [4]。これらの清酒種別は、薫酒は香りが高い清酒，醇酒はコクのある清酒，爽酒は軽快で滑らかな清酒，熟酒は熟成された清酒のように分かれている。また、それぞれにペアリングする料理がある。ここ

図2

統計データに基づく分析のブロック図

でのペアリングは相性の良い組み合わせを意味する。4 つの分析値が近い清酒同士は似ているという考え、及び清酒結果として、表 1 のように県別の清酒一般分析値と相は 4 分類に分けられ、それぞれにペアリングする料理があ性の良い料理のリストを作成することが出来た。

るという観点の 2 つの観点から、4 つの分析値データ，及表1

清酒・一般分析値・料理・レシピのデータ

びその清酒とペアリングする料理のデータを組み合わせたデータを作成する。

日本酒度総酸

アミノ酸

アルコールlabel

料理

3.70E+00

1.17E+00

1.23E+00

1.50E+01

愛知県

山芋のふわふわ揚げ

3.50E+00

1.15E+00

1.10E+00

1.54E+01

愛媛県

揚げ長芋のりポン酢あえ

5.40E+00

1.03E+00

1.21E+00

1.55E+01

茨城県

山芋のふわふわ揚げ

結果

3.3

清酒グループでは清酒料理ペアリングデータに基づ
く解析と清酒食材統計データに基づく解析により、清酒と料理の相性を解析した。その結果から清酒と料理の相性を視覚的に把握する、3D-VR 散布図表示アプリケーショ
図1

清酒・料理データの関係図

ンを開発した。アプリケーションの CPU 使用率が 90 ％ほどあり、発熱が起きるという問題があった。

4 気象グループの課題解決のプロセスと図 1 の関係図からデータを作成する。 結果として、86

その結果種類の清酒分析値データ、及びそれとペアリングする 96種類の料理データを収集し合成したデータを作成した。

4.1

3.2.2 清酒食材統計データに基づく解析

アプリケーション開発技術の習得

アプリケーションを開発するために必要な技術があっ清酒は県ごとの料理に合うように作られているとされたため、それらについて学習し習得した。ている。それを前提に全国の一般酒の平均データと全国4.1.1

Unity の操作技術の食材消費量の平均データから清酒と料理の相性を分析

本グループでは Unity を用いてアプリケーションの開し、清酒と料理の相性を調べた。図 2 のように清酒・料理発を行うため、Unity についての知識が必要であった。

データからペアリングデータを作成する。

Unity の操作方法 を習得するために班員全員でドットイ
ンストール [8] と Udemy[9] を参考にして Unity の開発環境の実装から 3D モデルを用いた簡単なアプリケーションの開発を行った。また、AR と VR の技術を習得するために AR はおもちゃラボ [10] を参考に、VR は新美先

2

生が準備した資料を参考にして AR を用いたアプリケーよって気象を表現することとした。

ションと VR を用いたアプリケーションを開発した (図4.2.2

雨の表現

雨や雷をよりリアルに表現するために、インターネット

3)。結果として、Unity の基礎的な操作方法や AR,VR アでの検索や図書館などで参考書の閲覧によって関連知識プリケーションの作成方法を習得することができた。の勉強を行った。雨の透明度を調整することで、実際の雨に近づけるようにした。Particle System の機能の一つである「Sub Emitters」を使用して、雨粒が地面で跳ねる表現を再現するエフェクトの作成を行った。また、フロン
トガラスに雨粒が残る様子を表現した (図 4)。

図 3 Unity 演習

4.1.2 データの共有技術
図 4 Particle System による雨の表現

GitHub[11] はプログラムやデータをオンライン上で共有できるアプリケーションである。複数人が同時に開発

4.2.3をしていると様々な修正が加えられるが GitHub を使う

雪の表現

Particle System 内の数値を変えることによって雪のことで「誰が、いつ、どのような目的で」行った修正なの量や落下速度を変化させて色々な雪を表現できるようにしかという情報も一緒に記録されるためバグの修正, 機能のた。協力企業である一般財団法人日本気象協会から頂いた

追加, フィードバックを素早く、簡単に行うことができる

資料 [13] を基に、雪の粒の落下速度などを調整することようになる。GitHub の操作方法を習得するために班員で実際の雪と降り方が近くなるようにした。また、Unity全員で GitHub の勉強会を行った。結果として、データの機能の一つであるシェーダーを用いてフィールドに雪がの変更点が分かりやすくなるなど、効率的なデータの共有積もったように表現できるようにし、斜面に対しては斜面方法を習得することができた。の角度に応じて雪の積もり具合を変化するようにした (図4.1.3 3D モデル作成技術5)。

Blender[12] はオープンソースの 3D モデルを制作するツールであり、マウスとキーボードを使って平面・立方体・球といったオブジェクトや曲線などを組み合わせてモデリングしてレンダリングを行うことで 3D モデルを生成することができる。また Windows、MacOS、Linux な
どのマルチプラットフォームに対応している。更に前述した Unity との連携がしやすい。本グループでは Blender

図 5 Particle System による雪の表現を用いてお天気シミュレーカーで使用する車の内装や鏡4.3などの 3D モデルの作成を行った。結果として、3D モデ

3D モデルの作成

アプリケーションは運転中の気象を変化させるものでルの作成技術を身につけることができた。

4.2 VR による気象再現あったため、車の 3D モデルを作成する必要があった。時4.2.1 気象を表現する手法の考案

間的コストを考慮したうえで Unity の AssetStore にてParticle System とは Unity 内で運動する粒子を表現

無料公開されているモデルを採用した。公開されているし、炎や爆発、煙などのエフェクトを再現する際に使われモデルは外国車仕様であったため、Blender を用いて編集るシステムである。Particle System によって生成されるを行うことで日本車仕様となるようにした。また、フィー粒子の数や大きさなどを調整し、粒子の形を整えることにルドは AssetStore で公開されているものを使用した。

34.4 Oculus Quest での操作設定

sketchup.com (参照：2019/12/18)

VR ゴーグルには Oculus Quest を使用した。Oculus[4] 日本盛株式会社 (2019), “お酒を楽しむ料理レシピ”,

Quest で運転の操作を行えるようにするために、Oculus

http://www.nihonsakari.co.jp/barecipe/ (参Quest に付属しているコントローラーの特定のボタンを

照：2019/10/22)

押すことによりアクセル機能、バック機能、ブレーキ機能[5] 日 本 酒 香 味 評 価 デ ー タ ベ ー ス

酒 仙 人

を制御して車の前進、後退、停止ができるようにした。ま(2019), http://www.sake-sennin.com/fbo/web/

た、コントローラーの傾き加減を取得してその傾き加減にapp.php/user/index (参照：2019/7/24)

応じて左右に曲がるようにした。その他にも車が曲がる[6] 国 税 庁 (2017), “全 国 市 販 酒 類 調 査”, https:とハンドルも回転するようにするためにコントローラー//www.nta.go.jp/taxes/sake/shiori-gaikyo/の傾き加減に応じてハンドルの角度をリアルタイムに変seibun/06.htm (参照：2020/1/21)

えることでハンドルを回転できるように実装した。

4.5[7] odomon(2019), “都 道 府 県 別 統 計 と ラ ン キ ン グ

結果で見る県民性”, https://todo-ran.com/ (参照：

実際の気象を参考にし、VR を用いて気象を表現する2020/1/21)ことができた。雨が物体に当たった時の、雨粒が跳ねる様[8] ド ッ ト イ ン ス ト ー ル, “Unity 入 門（ 全 26

子やフロントガラスに雨粒が残る様子を表現することが回 ）プ ロ グ ラ ミ ン グ な ら ド ッ ト イ ン ス ト ーできた。また、VR アプリケーションの開発技術や 3D モル”, https://dotinstall.com/lessons/basic_デルの作成技術を習得することができた。気象グループ

unity_v2（参照：2019/5/8）の目標である、気象と運転を組み合わせて気象による視[9] Udemy, “ユ ニ テ ィ ち ゃ ん が 教 え る ！ 初 心界の変化を疑似体験できる VR アプリケーションの開発

者 向 け Unity 講 座”, https://www.udemy.com/をすることができた。VR ゴーグルでの使用が前提である

unity-chan-tutorial-01/（参照：2019/5/8）

が、PC で動かした際の CPU 使用率が大きいという問題[10] お も ち ゃ ラ ボ (2018), “【Unity】 Vuforia を 使があった。って AR を表示する手順”, http://nn-hokuson.

5 今後の課題

hatenablog.com/entry/2018/08/28/192028（参照：2019/5/15）

現実感を持つ情報の表現を行う VR アプリケーショ[11] GitHub Inc. (2019), “開 発 者 の た め の プ ラ ッンを開発することには成功したが、アプリケーションのト フ ォ ー ム”, https://github.co.jp (参 照：CPU 使用率がかなり大きくなってしまっている。プログ2019/12/18)

ラムや Unity 内でのオブジェクトの扱い方を改善するこ[12] blender.jpとで CPU 使用率を下げることを課題とする。

(2015),“Blender.jp”,//blender.jp (参照：2019/12/18)

参考文献[13] 梶川正弘 (1999), “降雪粒子の落下運動に関する研究”, 1998 年度日本気象学会賞記念講演[1] University of Basel (2016), “Virtual Reality inMedicine:

https:New Opportunities for Diagnostics

and Surgical Planning”, https://www.unibas.
ch/en/News-Events/News/Uni-Research/
Virtual-Reality-in-Medicine.html(参 照：2020/1/8)[2] Unity Technologies (2019), “すべての人に Unityを”, https://unity.com/ja (参照：2019/12/18)[3] Trimble Inc. (2019), “3D デザインソフトウェア— ウ ェ ブ で の 3D モ デ リ ン グ”, https://www.

4