情報処理学会 インタラクション 2018
IPSJ Interaction 2018

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野球素振りにおける仮想環境を用いた打者のイメージづくりと2 次元画像を用いた視覚フィードバックによる正確性向上の検証
内山元晴†1Zou Liyuan†1 樋口貴俊†2 Roberto Lopez-Gulliver†1
松村耕平†1 野間春生†1 伊坂忠夫†1

概要：野球の打撃練習法で広く知られている「素振り」では, 投手の動作や投球をイメージしてスイングすることが重要である. しかし, 正確なイメージをすることは困難である. また, 素振りでは打球や打感などによるフィードバックを得ることができないので, イメージした投球にあった素振りが行えているかは練習者には分からない. そこで, 仮想環境を利用して投手や投球の様子を複数回練習者に提示することでイメージを強化させる. その後行うスイング位置を 2 次元画像で提示する手法を提案する. 本稿では, 野球未熟練者を対象に 2 次元画像の提示により, イメージした投球のコースに正確にスイングできたのかの検証を行なった. その結果, 2 次元画像の提示により, スイングの正確性が向上する傾向がみられた.

1. はじめにそこで我々は, 素振りを行う前に Head Mount Display(以下, HMD)を用いて練習者に対し仮想環境上で投手の動き野球の打撃能力に求められるものに, 投球の位置に合わや投球を提示し練習者のイメージを強化する手法を提案す

せバットを正確な位置でスイングする「空間的正確性」と,る. これによって一つめの課題である, 投手の動きや投球投球の到達時間を予測し適切なタイミングでスイングするを正確にイメージすることが難しいという点を解決する.

「時間的正確性」がある[1]. 野球練習者は上記の正確性をこの HMD と仮想環境を用いるスポーツトレーニングシス上げるため, フリーバッティングやティーバッティング,テムはすでに開発されている[4]. しかし, HMD を装着した素振りなどの打撃練習を行う. フリーバッティングやティままの運動は練習者のパフォーマンスに支障をきたす. そーバッティングでは, 練習者は実際に投球や静止している

こで, イメージ強化するときにのみ HMD を用いて, 素振ボールを打つので, 打球方向や打感のフィードバックを得りを行う時には外し, 練習者のパフォーマンスに影響を及ることができ, 打撃能力を向上させる効果的な練習が行えぼさないようにする. また, 我々はこの仮想環境上でイメる. しかし, これらの練習には練習相手や道具が必要であージを強化することに加え, HMD を外してから素振りを行り, 個人練習には不向きである. 一方素振りは, バットさなった直後にスイング位置やスイングしたタイミングの情えあれば行える簡易的な練習法であり, 多くの野球選手に報提示を与えることで, 二つめの課題である打感や打球の個人練習で用いられている. しかしながら, 素振りの正し方向などのフィードバックが得られない点を解決する. こい練習方法が周知されているわけではなく, やみくもに回れらの提案により練習者は, 打席に立った時のイメージを数だけをこなす練習を行なっている選手もいる.

強化でき, イメージに対して行なったスイングの結果を得

素振りは, 一振りごとに実際の投手の動きから投球までることができる. この提案する素振りを繰り返すことで,をイメージし, それに合わせてスイングすることが重要で二つの正確性が向上し, 打撃能力の向上に効果的な練習にある[2]. 従って, 素振りには以下の二つの課題がある. まなることを目指す.

ず一つめの課題は, 練習者が投手の動きや投球を正確にイ

本稿では, 野球未熟練者を対象に空間的正確性のみを向メージすることが難しいという点である. 練習者のイメー上させる練習法に着目した. はじめに, HMD を用いて練習

ジは過去の経験や記憶, 想像する力に依存すると考えられ者に仮想環境上で投手の動きと投球を確認させイメージをるので, 試合経験の少ない選手などはうまくイメージがで強化させる. 次に, HMD を外し実空間で投球をイメージしきない恐れがある. 次に二つめの課題は, 素振りは実際のスイングしてもらう. スイング直後にバットとボールの位打撃とは異なり, 打感や打球の方向などのフィードバック置関係を示す 2 次元画像で情報提示を与える. この情報提が得られない点である. 一人で素振りを行う場合, 狙った示を与えることで, 練習者は思った通りのスイングができ位置でスイングできたのかに関する空間的正確性と, 適切ていたかどうかを確認することができる. 提案するシステなタイミングでスイングできたかに関する時間的正確性のムを用いて練習を行うことで, 即時的にイメージした投球評価を練習者自身で行うことは難しい[3].の位置に合わせて正確にスイングする空間的正確性の向上†1 立命館大学†2 福岡工業大学© 2018 Information Processing Society of Japan502

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IPSJ Interaction 2018に有効であるかを検証する.

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た, 強い打球を打ち返すためには, バットの芯でボールを捉えることが重要である. そこで, 図 2 のように 2D 画像上

2. 提案手法
2.1 構築した仮想野球場
素振りでは, 一振りごとに実際の投手の動きから投球まのバットに芯の位置情報を付与することで, 修正するスイング位置を明確にした. これにより, 練習者がイメージしたコースの投球に対してスイングを修正し, 強い打球を打ち返すことができるようになることが期待できる.

でをイメージし, それに合わせてスイングすることが重要である. しかし, 練習者のイメージは過去の経験や記憶,想像する力に依存することが考えられ, 試合経験の少ない選手などはうまくイメージを行うことは難しい. そこで仮想環境上に野球場を再現した. 練習者は HMD を装着することで, 図 1 に示す仮想環境で打席に立った打者の視点から投手の動き, 投球を見ることができる[5]. この仮想環境上では, 球種・球速・コースを選択できるので, 練習者のイメージしたい条件に合わせた投球を確認することができる.
また, 練習者は仮想環境により同じ投球を繰り返し確認できる. これにより練習者は投手の動きや投球のイメージを強化することができる.

図 2. 2D 画像によるスイング位置の情報提示

3. 実験
3.1 実験概要
被験者の素振りに対するイメージを強化するため, 被験者に HMD を被せ仮想環境上で投球を提示する. また, イメージした投球に正確にスイングできるようにするため,スイング後に被験者にスイング位置と投球の位置関係を
図 1. 練習者が打者視点から見る仮想野球場

2D 画像で提示するトレーニングを行う. このトレーニン
グにより, 被験者は即時的に空間的正確な位置に合わせて2.2 情報提示内容スイングできるかを検証する.

打者に求められる打撃能力としては, 正確な位置でスイ

本実験では被験者にイメージしてもらう投球を, 自身のングする空間的正確性と適切なタイミングにスイングするストライクゾーン真ん中に飛来する 120km/h のストレート時間的正確性の二つがある. 本稿では, 空間的正確性に着とした. 被験者にはこの条件の投球をイメージして, バッ目し, 提案手法によって空間的正確性の向上させることをトの芯でボールを捉え, センター返しをするように意識し目標とする.

た素振りを行なうよう指示した.

空間的正確性について, 練習者は一般的にコースを意識した素振りを行うとき, ストライクゾーンを 3×3 の 9 分割

3.2 実験手順にし, 各コースの投球をイメージして素振りする練習を行

実験はテストフェーズとトレーニングフェーズに分けた.

なっている. しかし, 練習者は打感や打球の方向などのフ本実験での手順を図 3 に示す. トレーニングフェーズでは,ィードバックが得られないので, 練習者自身でイメージしまず被験者は HMD を被り仮想環境上で投球を 10 回連続たコースの投球に合わせて正確にスイングできたかどうかで見て, できる限り鮮明に投球をイメージできるようにすは評価することは難しい. そこで, スイング後に練習者にる. 次に HMD を外し, 投球をイメージして素振りをする.

対し, 図 2 のような 2 次元画像(以下, 2D 画像)を提示する.

スイング後に打者から見た投手方向に設置した PC(図 3 の2D 画像は捕手視点から見た, 自身がスイングしたバット赤丸)の画面に図 2 のような 2D 画像を表示する. 被験者はとその芯, ボール, 自身のストライクゾーンを 9 分割した表示されたバットとボールの位置関係を確認し, それを踏白枠を表示する. 練習者はスイング後にこの提示を確認す

まえてスイングを修正する. 投球をイメージして素振りをることで, 自身のスイングとイメージしたコースの投球と行い, 2D 画像を確認することを 1 セットとし, 計 15 セットの位置関係から自身のスイングを客観的に評価できる. ま行う. テストフェーズでは, 被験者は HMD を使用せず, 自© 2018 Information Processing Society of Japan503

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身で投球のイメージをし, それに合わせるように素振りを図 5 に本研究で設定したストライクゾーンの大きさと位10 回スイングする. テストフェーズをトレーニングフェー

置を示す. 野球のルールでは, ストライクゾーンの横幅はズの前後に行い, 3.4 で述べる結果を比較することで情報提本塁の幅であり, 縦幅は打者の肩の上部とユニフォームの示による効果を検証する.

ズボンの上部との中間点に引いた水平のラインを上限とし,ひざ頭の下部のラインを下限とする幅と定められている.
被験者により上限と下限のラインは違うため実験を行う前に, 図 5 のように各被験者の膝頭, 腰, 肩の位置にマーカーを装着し, ストライクゾーンを計測した. そして, 計測されたストライクゾーンの真ん中の高さの位置に仮想ボール(半径 3.5cm)を設定した.
今回は, 練習者にストライクゾーンの真ん中の高さにきた投球をイメージして, バットの芯でボールを捉えセンタ

図 3. グループ毎のテストフェーズとー返しを意識した素振りを行なうよう指示した. しかし,トレーニングフェーズの流れ同じコースの投球でも人によって理想的なバットとボールのインパクト位置は異なる. 全ての被験者が理想とするイ

被験者は, 週に 2 回の活動を行なっている大学野球サーンパクト位置で投球を打つため, あらかじめ投球が本塁のクル所属者 10 名の右バッターとし, 2D 画像の情報提示あ

投手側の端(図 5 の本塁上の緑線上)でストライクゾーン真り（グループ I）と情報提示なし（グループⅡ）の 2 グルーん中に飛来すると伝えた. 被験者には, それを元に立ち位プに分け, 各グループ 5 名でトレーニングを行なった. グ

置を決めてもらい, 決めた軸足の位置に印をつけた. 被験

ループ I では, 提案した情報提示を行うので, 被験者が自者にはスイングする前に軸足の位置を確認させ, 全て同じ身のスイング位置を確認しながら修正できる. そのため,位置に立たせるようにした.

グループⅡより正確にイメージした位置にスイングができるようになることが期待できる.
3.3 実験環境
本研究で用いた実験装置のシステムの構成を図 4 に示す.
本 シス テ ム では 構 築 した 仮 想 野球 場 を 提示 す る ため にHMD(HTC Vive)を用いた. バットの計測には光学式モーシ
ョンキャプチャシステムの OptiTrack Prime 13(サンプリン
グ周波数：240[Hz])を用いた. バットは Mizuno 社製の金属バット(長さ 83cm, 直径 67mm, 重さ平均 740g, 芯の位置図 5. ストライクゾーンの大きさと位置

バットヘッドからバットグリップ方向に 16cm) を用いた.
バットの先端にマーカーを付け, これを認識することで位3.4 実験結果

置と姿勢情報を記録する. また, 図 2 のような 2D 画像によ本実験では, ストライクゾーンに到達時のバットの芯のるスイング位置の情報提示は, 練習者から見た投手方向に位置とストライクゾーンの真ん中に設定した仮想ボールの置いた PC の画面に表示させる.

位置との距離を測ることでスイングの正確性を評価する.
テストフェーズで計測した 10 回の芯とボールの距離を求め, その平均を取りトレーニング前とトレーニング後の結果を比較した. まず 2D 画像の情報提示を与えたグループ
Ⅰの 5 名の結果を図 6 に示す. グループⅠでは, 情報提示を与えたことにより被験者 a, b, c は, トレーニング後の素振りでは芯の位置がボールの位置に近づいた. しかし, トレーニング前から芯の位置がボールの位置に近いスイングができていた被験者 d, e は, トレーニング後の素振りでは芯の位置がボールの位置から離れた. 個人のトレーニング前後で t 検定を行なった結果, 被験者 a, b, c に距離が近づ

図 4. システム構成

く有意差がみられ, 被験者 d に距離が離れる有意差がみられた. 次に情報提示を与えなかったグループⅡの 5 名の結© 2018 Information Processing Society of Japan504

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果を図 7 に示す. グループⅡでは, 被験者 g, h, j はトレー距離が近づいたことにより, 空間的正確性が向上した傾向

ニング前後で結果の大きな変動はなかった. しかし, 被験がみられた. グループⅡのトレーニング前後の平均にも有者 f はトレーニング後の素振りでは芯の位置がボールの位意差はみられなく, 大きな変動はなかった.

置から離れ, 被験者 i はトレーニング後の素振りでは芯のまた, グループⅠ, グループⅡともに練習者は仮想環境

位置がボールの位置に近づいた. 個人のトレーニング前後で投球を確認しているが, グループⅡでは空間的正確性のでは被験者 f に距離が離れる有意差がみられ, 被験者 i に向上の傾向がみられなかった. このことから, 仮想環境で距離が近く有意差がみられた.

投手と投球を確認するだけでは, イメージに合わせてスイングを修正することは難しいことが示唆される. しかし一方で, 実験後のアンケートでは, 仮想環境上で投手と投球を確認することでイメージはしやすくなったという回答があった. したがって, 仮想環境を用いて投手の動きや投球を確認することによりイメージを強化することはできることが考えられる.
情報提示により, スイング位置を修正することに意識がいき, スイングスピードが下がる可能性があると考えた.
そこでグループⅠのトレーニング前後のスイング中の最大速度を比較した. 各被験者のトレーニング前後のテストフ
ェーズのそれぞれ 10 回のスイング中の最高速度を平均し,

図 6. グループⅠのスイング位置とボールの距離の推移

トレーニング後の平均からトレーニング前の平均を引いた差を求めた. 結果を図 8 に示す. 被験者 b は修正した位置に合わせるように意識がいき, スイング速度が落ちたように考えられる. その他の被験者は大きな変動はなかった.
このことから, 被験者はスイング速度を落とさずにスイング位置を修正することも可能であると考える. 同様にグループⅡでも同様の比較を行なったが, 大きな変動はみられなかった.

図 7. グループⅡのスイング位置とボールの距離の推移
3.5 考察図 6 より, グループⅠの被験者 a, b, c は 2D 画像の情報提示があったことにより, 被験者自身が投球をイメージして行なったスイング位置と仮想ボールの位置の差が明確になり, 投球をイメージした正確な位置でスイングできるように修正することで, 芯とボールの距離が近づいた. しか図 8. グループⅠのスイング最大速度の差（後-前）し, 被験者 d, e のようにトレーニング前からイメージして行なったスイングと仮想ボールの位置の差が小さい場合,3.6 有効打撃範囲の検討距離を近づけることはできなかった. トレーニング前の初強い打球を打ち返すにはバットの芯の位置とボールの位期段階から正確にスイングができている場合は, 本システ置の距離を近づけることは重要であるが, ヒット性の有効ムは効果が得られにくいように考えられ, 今後検討の必要打撃にするためにはバットとボールのインパクト位置も重がある. 図 7 より, グループⅡは情報提示がなかったこと要となる. そこで, 図 9 に有効打撃となる範囲とインパクにより, 被験者自身の投球をイメージして行なったスイント位置の求め方を示す. バットの有効打撃部位は芯から長グの位置を仮想ボールのある正しい位置に修正することが軸方向に±5cm, 短軸方向に+2.5cm の範囲と定義した[6].

できず, 似たスイングを繰り返したと考える. グループⅠ

インパクト位置について, まず, スイングの中でボールとのトレーニング前後の平均に有意差はみられなかったが,一番近い距離にあったバットを計測する. そのバットの芯© 2018 Information Processing Society of Japan505

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IPSJ Interaction 2018の位置を原点とし, グリップエンドからバットヘッドに向1P132018/3/5く必要がある.

かうバット長軸を定義した. 次にバットの進行方向軸と長軸によって形成される平面上で, バット長軸に直行するバット短軸を定義した. さらに, バット長軸と短軸で構成される平面上にボールの中心位置の座標を投影し, 芯の座標とボールの位置座標の長軸方向の差(dx)と短軸方向の差(dy)を求める. これにより, ボールとバットのインパクト位置が分かる.

図 10. グループⅠのスイングに対するボール位置

図 9. 有効打撃範囲とインパクト位置
図 10 に芯を原点としたバットと, グループⅠの各被験者のトレーニング前後のスイング各 10 回を平均したボールの位置を示す. 被験者 d のトレーニング前の結果ように有効打撃範囲内でインパクトすることが理想である. 被験者 a, b, c は図 6 よりバットの芯の位置とボールの距離が近づいた. その中で被験者 c はトレーニング前ではバットに当たっていなかったが, トレーニング後はバットに当たるように改善されていた. 被験者 a, b は芯の位置とボールの図 11. グループⅡのスイングに対するボール位置距離を近づくことはできたがバットに当たるまでには至らなかった. グループⅠでは, イメージしたボールの位置にバットを当てることができていたのは被験者 c と d のみであった. 同様に, 図 11 にグループⅡの各被験者のトレーニ

4. おわりにめ と ま
本稿では, 練習者が素振りを行う上で重要な, 一振りごング前後のスイング各 10 回を平均したボールの位置を示とに実際の投手の動きから投球までをイメージする能力をす. 被験者 i は図 7 よりバットの芯の位置とボールの距離仮想環境で投球を見ることで強化する手法を提案した. まが近づいたが, バットに当たるまでは至らなかった. グル

た, スイング直後にバットとボールの位置関係を示す 2DープⅡでは, イメージしたボールの位置にバットを当てる

画像の情報提示を与えることで, 即時的にイメージしたボことができていたのは被験者 g と h のみであった. また,ールの位置に正確にスイングする空間的正確性が向上する

グループⅡの被験者は仮想環境で投球を見ることにより,かを検証した. 実験結果から, トレーニング前の初期段階

全体的にトレーニング後のスイング位置がトレーニング前からイメージした投球の位置とスイングの位置に差があるより下がる傾向がみられた.

練習者には, 情報提示を与えることで距離を近づけること

今回は, 被験者にバットの芯でボールを捉えセンター返ができ, 空間的正確性が向上する傾向がみられた. しかし,しを意識した素振りを行なうよう指示したので, dx, dy の仮想環境で投球を見るだけでは, イメージした投球の位置値が有効打撃範囲に近くなることは実験で意図していない.にスイング位置を修正することは難しいようであった. まグループ I で距離が縮めることができていた被験者もいた

たアンケートの結果, 被験者から仮想環境で投球を見るこが, その要因が dx, dy のどちらかあるいは両方の値が, 一とはイメージの強化に役立つという意見を得られた.

定の傾向で小さくなったという影響であるとは断言できな

本システムは, 野球初心者や投手や投球をイメージしてい. 芯とボールの位置が近くなることも必要であるが, 今素振りをする練習をあまり行わない選手に特に有効である

後は有効打撃範囲（特に範囲の狭い短軸方向）にインパクように思われる. また, 熟練者には苦手なコースを克服すトするスイングを行えるようになるシステムを検討している練習にも活用が期待でき, 有効であるか検証を行い, 効© 2018 Information Processing Society of Japan506

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果を確認する必要がある .
今後の課題として, 有効打撃範囲を考慮したトレーニング方法に改善する必要がある. また, 時間的正確性の能力を向上させる手法を提案し, 本システムと組み合わせることで, 打撃能力の向上につながるかの検証が課題として挙げられる.
謝辞
本研究を進めるにあたってご協力いただいた,ミズノ株
式会社の鳴尾丈司氏, 柴田翔平氏, 植田真弘氏, 立命館大
学スポーツ健康科学部の正田悠氏, 土金諒氏に感謝します.

参考文献
[1]

[2]
[3]

[4]

[5]

[6]

“打撃に求められる空間的正確性と時間的正性”
http://baseball-conditioning-fukuoka.com/archives/project/batting(参照 2017-8-30).
仲沢伸一，上達する!バッティング，株式会社ナツメ社，東京，2004．
中島一，図子浩二，“野球のバッティングパフォーマンスを高めるためのスイング動作習得法，”スポーツパフォーマン
ス研究，vol.1，no.928，pp.202-210，2009.
“世界初、プロ野球球団が監修した VR[バーチャルリアリティー]技術による選手のトレーニングシステムを提供開始”
http://www.nttdata.com/jp/ja/news/release/2016/090500.html (参照 2017-10-25).
髙木将樹，樋口貴俊，松村耕平，Roberto Lopez-Gulliver，伊坂忠夫，野間春生，“素振りを効果的に実施できる練習支援システムの開発，”第 20 回日本バーチャルリアリティ学会大会論文集, 2015.
Cross R. The sweet spot of a baseball bat. American Journal ofPhysics. 66(9), 771-779. 1998

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