情報処理学会 インタラクション 2023
IPSJ Interaction 2023

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オープンビデオゲームライブラリ：
研究者や実験のためのビデオゲーム群の開発とユースケース
飯田 和也1,a)岡 拓也2

伊奈 佑馬2

簗瀬 洋平3

渡邊 恵太1

概要：我々はビデオゲームを用いた研究に使いやすいオープンビデオゲームライブラリを開発した．本論
文では，オープンビデオゲームライブラリが現在までに提供してきたコンテンツとそのユースケースを紹介する．また，提供コンテンツとそのユースケースにおける現状と課題を明確化し，今後のオープンビデオゲームライブラリの在り方と開発方針を検討する．

1. はじめに
我々は，研究者が開発したデバイスの評価実験やアプリケーション，デモンストレーションとして安心して利用できるオープンビデオゲームライブラリ [1] を開発した. 前論
文では，ビデオゲームを用いた研究の問題点を列挙し，オープンビデオゲームライブラリのコンセプト（図 1）を示した．また，研究者のニーズに対応した３つのビデオゲームを開発した．その後，研究用ビデオゲームとして求められる構成要素を洗い出し，研究者が利用しやすいテニスゲー図 1

ム [2] や FPS ゲーム [3] を開発した．

オープンビデオゲームライブラリのコンセプト

本論文では，現在までに開発してきたオープンビデオて，従来の研究で用いたビデオゲームやそのジャンルが異ゲームライブラリとそのコンテンツを紹介する．また，提なるため対称的な比較や評価ができないことを言及してい供コンテンツのユースケースについても述べ，本ライブラ

る．Nicolas ら [5] は，モーションコントロールでプレイすリの課題や研究者のニーズを再把握し，今後のオープンビるテニスゲームとゲームパッドによる操作でプレイするテデオゲームライブラリの在り方と開発方針を検討する．

ニスゲームを実験参加者にプレイしてもらい，２つのプレイスタイルにおけるユーザ体験の比較と評価をした．モー2. ビデオゲーム研究で起こりうる問題ションコントロールでプレイ可能なビデオゲームとして2.1 ゲーム体験評価の非対称性

Wii Sports*1 を用い，ゲームパッドでプレイ可能なビデオビデオゲームを用いて，新たなコントローラの操作性やゲームとして Power Smash 2*2 を用いたが，両者のゲームゲーム体験の評価をする研究がある．しかし，評価に使うデザインやグラフィックなどは異なり，ユーザ体験を比較ビデオゲームは研究によって異なり，ゲーム体験を客観的する観点において真に対称的でない．に評価できない．Matthias ら [4] は，ゲームパッドの物理ボタンでビデオゲームをプレイした場合と，画面上の仮想2.2 市販ゲームの問題点コントローラでプレイした場合におけるユーザのパフォー

ビデオゲームを用いた研究の中には，「ビデオゲームのマンスを比較した．しかし，自身の研究の関連研究におい品質が良いから」「有名だから」「先行研究で用いられているから」などを理由に，市販のビデオゲームを用いるもの

123a)

明治大学 総合数理学部 先端メディアサイエンス学科
明治大学大学院 先端数理科学研究科
先端メディアサイエンス専攻
ユニティ・テクノロジーズ・ジャパン株式会社
ev200566@meiji.ac.jp© 2023 Information Processing Society of Japanがある．しかし，研究で市販ゲームを用いる場合に生じる*1*2

任 天 堂 か ら 発 売 さ れ た 5 種 目 の ス ポ ー ツ ゲ ー ム（2006），
https://www.nintendo.co.jp/wii/rspj/
SEGA から発売されたリアル系テニスゲーム（2001）

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問題がある．以下では市販ゲームを研究利用する際の問題点について触れる．

2.2.1 権利問題
市販ゲームには，著作権を始め，様々な権利がある．研究に市販ゲームを用いる場合，著作権に関しては学術的利用の範疇であれば利用が許される場合がある．しかし，実際に販売企業がどこまで利用を許容しているかは曖昧である．そのため，市販ゲームは安心して研究利用できない．
市販ゲームは著作権の問題上，ゲームプログラムを編集できない．ビデオゲームを実験に利用する場合，そのビデオゲームの本来のルールやパラメータを各々の実験用に編集できることが望ましい．例えば Karakovskiy ら [6] は，市
販ゲームのスーパーマリオブラザーズ*3 を模倣して開発した Inﬁnite Mario Bros. というオープンソースのクローン

図 2

オープンビデオゲームライブラリの Web サイト

3. オープンビデオゲームライブラリ
3.1 コンセプト

ゲームを基に，The Mario AI Benchmark を開発した．そオープンビデオゲームライブラリは，研究利用を想定しして，Karakovskiy らが Inﬁnite Mario Bros. を利用したよて設計したゲームサンプル集である．標準性を実現するた

うに，オープンソースとして公開されているクローンゲー

めに以下のコンセプトの基で設計した．誰でも手軽に利用

ムは，市販ゲームとして有名である点とプログラムの編集できるように，オープンソースとして公開した．また，作が可能である点から引用数が多い．このように，本来研究成するゲームサンプルが研究者のニーズを満たす必要があに利用されるビデオゲームは編集可能であるべきだが，市る．そのため，ビデオゲームを用いた既報論文の調査や，研販ゲームはその点を満たせない．

究者へのインタビューを通して定めた研究用ゲーム要件を2.2.2 クローズドであることから生じる問題基にゲームを設計した．しかし，使用条件に応じてゲーム市販ゲームは，その内部プログラムを閲覧したりパラの調整を必要とする研究が大半である．そこで，調整ニーメータを取得できない．Simo ら [7] は，ビデオゲームを研ズの高いゲーム内のパラメータを GUI 操作のみで調整を究に利用する際の利点と課題を分析し，市販ゲームにおけ可能にした．これにより，ゲーム開発の経験が豊富でないる内部プログラムの不透明性により，動的な難易度調整や非工学領域の研究者でも利用しやすい．さらに，プレイヤ敵の出現アルゴリズムがブラックボックス化され，評価実の体験ログを取得可能にすることで，評価実験と分析に使験に影響を与える可能性を指摘した．また，ゲーム内で何用しやすくした．また，体験環境における制約は研究用ビが起きたかを知る術がなく，ログの取得が難しい点も指摘

デオゲームならではの特徴である．ゲームのプレイヤとなした．牛尾ら [8] は，ゲーム画面に表示されているパラメー

る実験参加者は，受動的動機によりゲームを体験するが，タを画像認識によってリアルタイムで読み取り，その値に実験説明やテスト体験といった決して長くない時間内で，応じた温度提示を可能にしたコントローラを開発した．しゲームや評価システムを十分に理解する必要がある．そのかし，このようなパラメータの取得方法は直接的でなく，ため，短時間で学習しやすく理解度の差が出にくい設計を画面に表示されないパラメータの取得は難しい．

した．ここで紹介した設計方針の詳細は次節で述べる．

2.3 自作ゲームの問題点

3.2 設計方針

ビデオゲームを使用し研究開発したデバイスやシステム

3.2.1 権利関係がクリアで利用しやすいを評価する際，成果物のポテンシャルを最大限に引き出しオープンビデオゲームライブラリは，研究用ビデオゲーたい．そこで，アプリケーションや評価用のビデオゲームムのデファクトスタンダードを目指した．利用者数の増加を自作する場合がある．しかし自作ゲームは，ソースコーを最優先事項と考えており，ライセンスは自由度の高いドが公開されていない限り，他の研究者が実験環境を再現MIT ライセンス*4 を採用した．また，ただオープンな状態できないため，関連研究との対称的な評価が難しい．他にを保つだけでなく，誰でも手軽に本ライブラリのコンテンも前述した Simo ら [7] は，評価用の自作ゲームは開発コツを利用できるよう Web サイト（図 2）と GitHub（付録ストがかかり，研究者のバイアスが働きやすいことを指摘を参照）を整備した．Web サイトには，WebGL 形式で出した．また，市販ゲームに比べて自作ゲームは魅力的でな力したゲームが埋め込まれており，各ビデオゲームのルーく，実験参加者へのノイズとなる可能性も指摘した．

ルや操作方法を確認しながら，Web 上でゲームの体験がで*3

任天堂から発売された横スクロールアクションゲーム（1985），
https://www.nintendo.co.jp/software/smb1/index.html© 2023 Information Processing Society of Japan*4

マサチューセッツ工科大学が作成した寛容型オープンソースライ
センス，https://opensource.org/licenses/mit-license.php

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きる．GitHub のオープンビデオゲームライブラリリポジドの取得だけでなく，評価・分析に使用するニーズの高いトリでは，オープンビデオゲームのソースコードをダウン

パラメータをワンクリックで出力する機能を開発した．

ロードできる．また，必要環境，インストール方法，ライ3.2.4 習熟に時間を要さないゲーム設計センス，文献，コンタクトページなどをまとめて掲載し，評価実験でビデオゲームコンテンツを利用する場合，学GitHub の操作や OSS（オープンソースソフトウェア）の習コストの考慮が必要である．前提として評価実験で実際使用に慣れていない人でも利用できるようなドキュメントにゲームを正しくプレイするために，参加者にゲームコンを整備した．

テンツの予備知識や操作方法を最低限学習させる必要があ

3.2.2 研究者のニーズを基に開発る．しかし，学習内容が複雑になると学習に時間がかかりオープンビデオゲームライブラリの目的は，研究用ビデ効率的な実験ができない．また，誤った理解のまま実験をオゲームのデファクトスタンダードであるため，研究者の行う可能性があり，実験の公平性にも影響が出る．非現実ニーズを基にゲームや機能を整備する必要がある．初め的なストーリーや世界観の設定は学習コストが高いだけでに，これまで開発したビデオゲームのジャンルやシーンなく，理解度にばらつきが出る．そこで，現実の身体体験の選定方法について紹介する．エンタテインメントコンで感じられるゲーム性を参考に，プレイヤがキャラクタをピューティングシンポジウム 2021 にて提案した，Hunter連続的に制御する必要があるゲームデザインを試みた．ビ

Chameleon，Escape Fish，Sliding Penguin は，それぞれジュアル面においても，実験参加者の文化的な背景によっShoot ’Em Up，Platform，Driving というジャンルのゲーて解釈の差が生まれる特徴的な表現を避け，意味を抽出しムである．コントローラや体験手法を評価するためにビデた記号的なデザインにした．各ビデオゲームのゲームデザ

オゲームを利用した先行研究を調査し，そこで使用されインの詳細は，４章で紹介する．

たビデオゲームを Wolf らの定義する 42 ジャンルで分類し，使用頻度の高いジャンルのゲームを採用した．また，4. コンテンツ研究における需要があるビデオゲームは，ストーリーや世本章では，現在オープンビデオゲームライブラリが提供界観，目標の部分よりもその場のアクションや操作性がするコンテンツとその特徴を紹介する．いずれのコンテン重要である場合が多いと分かり，Sports・Shoot ’Em Up・ツも研究での利用を容易にするための設計方針を基に開発

Platform・Puzzle・Driving などのアクション要素の強いし，GitHub にてオープンソースで公開した．

ジャンルを優先的に開発した．第 27 回バーチャルリアリティ学会大会にて提案した共通体験サンプル [9] は，触覚4.1 Hunter Chameleon

フィードバックを提示するデバイスを用いた VR 体験を評

Hunter Chameleon[1]（図 3 左上）は，絶え間なく出現価するためのサンプル集である．サンプルシーンは，既存するハエやリンゴをカメレオンの舌で撃ち抜く Shoot ’Emの触覚ディスプレイ研究を調査し，使用頻度の高いシーンUp ゲームである．本ゲームでは，ターゲットが絶え間なを優先的に開発した．また，ゲーム開発では対応する入力く出現するため，プレイヤはコントローラを連続的に制御装置の仕様や種類を考慮する必要がある．そのため，ゲーする必要がある．このような仕様は，コントローラの評価ムがどのような入力装置で体験されているのかを調査し実験に役立つ．また本ゲームでは，ゲーム画面上の UI かた．例えばテニスゲームでは，多くの研究でモーションコら任意の画像ファイルのパスを指定し，ゲーム画面の背景ントローラを用いていた．そのため，Minimum Tennis でや出現するターゲットの見た目を指定した画像に変更できは，Nintendo Switch の Joy-Con で操作できる．

る．そのため，ゲームのグラフィックを写実的なものやプ

3.2.3 研究に使いやすいリミティブなものに差し替えられるため，プレイヤへの視研究者のニーズ調査によって，ジャンル選定や特定入力覚刺激を容易にコントロールできる．さらに，動物のメタ手法への対応を行ったが，研究に応じて使用ビデオゲームファーを利用しゲームをデザインした．それにより，カメの要件は異なる．そのため，オープンビデオゲームは研究レオンがハエやリンゴを舌で狙い撃つゲームルールの理解者が自身の研究ビデオゲームの要件に沿うよう調整しやすが容易になった．

い方が良い．そこで，研究や入力装置によって調整が必要になると考えられるゲーム内パラメータを選定し，GUI 操作で調整可能にした．これにより，ソースコードへのアク

4.2 Escape Fish
Escape Fish[1]（図 3 中央上）は，海流に流されないようセスが不要で，ゲームの設定条件を定量的に追跡しやすい．

魚を操作し，障害物や捕食者から逃げ続ける Platform ゲー

ゲーム体験の評価・分析をする際に，ゲーム内で記録さムである．障害物や捕食者の位置と海流の強弱は常に変化れたスコアやログがよく用いられる．しかし，ほとんどのする．本ゲームではこのような複雑な環境に適応し操作し市販ゲームではソースコードにアクセスできず，ログの取続ける必要があるため，前述の Hunter Chameleon と同様得が難しい．そこでオープンビデオゲームは，ソースコーにコントローラの評価実験に役立つ．また，本ゲームも動© 2023 Information Processing Society of Japan109

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図 3

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オープンビデオゲームライブラリが提供しているビデオゲームコンテンツ

Hunter Chameleon(左上)，Escape Fish(中央上)，Sliding Penguin(右上)，
Minimum Tennis(左下)，Open FPS (中央下)，Hyper Casual Running Game(右下)物のメタファーを利用しゲームをデザインした．それによ

元空間におけるポインティングタスクである．アクションり，釣り針や捕食者に魚が当たらないよう操作するゲーム

フィールドは，ポインティングタスクにキャラクタの立ちルールの理解が容易になった．

回りを加えたゲームモードである．本ゲームでは，プレイヤの知識量の差による実験ノイズを排除するため，ステー

4.3 Sliding Penguin

ジを自動生成するアルゴリズムを採用した．また，射撃時

Sliding Penguin[1]（図 3 右上）は，滑りやすい氷の上かのエフェクトを抑え，ターゲットの人型の 3D モデルにはら海に落ちないようペンギンを操作し，ゴールを目指す当たり判定が分かりやすく，シンプルな輪郭を持つモデル

Driving ゲームである．ペンギンと氷の間には摩擦がなく，を採用した．

不安定かつ操作しづらいキャラクタを連続的に制御する必要がある．このような仕様は前述の Hunter Chameleon と4.6 Hyper Casual Running Game

同様にコントローラの評価実験に役立つ．また，本ゲーム

Hyper Casual Running Game（図 3 右下）は，ステージも動物のメタファーを利用しゲームをデザインした．それ

上の計算ゲートを通過することで味方キャラクタを増やしにより，ペンギンが氷の上を滑りながら魚を集めるゲームながら，ゴールを目指すスマートフォン用のカジュアルなルールの理解が容易になった．

ランニングゲームである．ステージ上の敵は味方キャラクタとの衝突で相殺するため，敵の数より味方キャラクタの4.4 Minimum Tennis

数を多く維持する必要がある．本ゲームは，提供するビデ

Minimum Tennis[2]（図 3 左下）は，現実のテニスを模オゲームにスマートフォン用ゲームが無く，実際のビデオ倣して開発した Sports ゲームである．本ゲームでは，テニゲーム研究においてもスマートフォン用ゲームの需要が見スゲームの研究利用パタンにおける研究的なニーズと複数込まれるため，開発した．また，プレイヤがゲームにおけの市販テニスゲームからテニスゲームの最小構成要素を導る目的や成功・失敗の理解を容易にするために，ビジュアき出し，ゲームをデザインした．また，キャラクタの外見ル面を工夫した．例えば，味方キャラクタは安心感を連想をプリミティブにし，文化的な差・人種・性別の排除によさせる青色，敵キャラクタは危険を連想させる赤色にした．

り，評価実験におけるノイズを取り除いた．操作方法は，さらに，味方キャラクタが増える計算ゲートを通過した場

キーボード・ゲームパッド・Joy-Con によるモーションコ

合やゴールした場合には，成功演出として明るいエフェク

ントロールの３種類であり，複数の操作方法によるユーザトを表示し，反対にキャラクタが減る計算ゲートを通過し体験を１つのビデオゲームで評価できる．

た場合には，失敗演出として暗い煙のエフェクトを表示
した．

4.5 Open FPS
Open FPS[3]（図 3 中央下）は，シューティングレンジとアクションフィールドの２種類のゲームモードを搭載した FPS ゲームである．シューティングレンジは，３次© 2023 Information Processing Society of Japan110

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図 41A-01
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共通体験サンプル

4.7 共通体験サンプル

図 5Multi View Recorderて，「複数視点を同時に見れるアーカイブ機能が嬉しい」と共通体験サンプル [9]（図 4）は，触覚ディスプレイを評回答した．本ユースケースのように，本来ゲーム体験の定価するためのオープンな体験サンプルである．共通体験サ

性的評価は観察対象が多く，評価が難しい．しかし，本ランプルは上記の研究用ビデオゲームと異なり，触覚ディスイブラリの利用により，実験者に負担をかけない定性評価プレイの評価実験で用いる実験環境を提供し，触覚ディスの可能性を示す好例となった．

プレイ間における定量的な比較の実現が目的である．サン
プルの開発にあたり，既存研究において触覚ディスプレイ5.2 心理プロセスを評価する手法の検証における利用例の評価をする際にどのような評価刺激が用いられたか調

川島ら [11] は，本ライブラリを利用し，あアラウド法：べ，触覚ディスプレイよりフィードバックされるものの特体験中の心理プロセスを「あ」の音声情報で評価する手法

性を６次元に分類した．分類した６次元の特性ごとに，サを提案し検証した．このユースケースでは，実験のタスク

ンプルでは実際の研究利用パタンで利用頻度が高い仮想オとして，４章で紹介した Escape Fish・Sliding Penguin・ブジェクトを用いた．また，オブジェクトの大きさを始め

Minimum Tennis を利用した．また，Multi View Recorderとした視覚刺激のパラメータは調整可能であり，他研究にを用いて，ビデオゲームのプレイ画面・音声の周波数領域・おける実験環境の再現性を高めるために，調整パラメータ実験参加者の表情・実験参加者の手元を録画した．本ユーの書き出しと読み込みをする機能を実装した．

スケースをした研究者に，本ライブラリの感想を聞くと，

5. ユースケース

Sliding Penguin のゲームシステムに関して，「スリリングで感情が動きやすく，手法の検証に役立った」と回答した．

本章では，オープンビデオゲームライブラリを利用した

これにより，氷の上を滑るペンギンに常に加速度を加え，研究を２つ紹介する．また，２つの研究において，ゲーム不安定かつ操作しづらいキャラクタを連続的に制御する仕をプレイする参加者の様子を記録し，評価分析を行う為に，様が効果的だと分かった．また，Multi View Recorder に我々が開発した Multi View Recorder（図 5）を利用した．

関して，前節と同様に，複数のコンテンツを同時に録画しMulti View Recorder では，ゲーム画面と参加者の様子をたアーカイブにより，実験者に記録の負担をかけずに定性映した映像など最大４つの映像をまとめて出力し，一度に評価できた．

観察できる．

5.1 ゲーム体験の質的研究における利用例

6. 議論
本論文では，HCI 研究における研究用ビデオゲームの要

佐藤ら [10] は，本ライブラリを利用し，ビデオゲームに件を基に開発したオープンビデオゲームライブラリの説明

おける受動操作時の身体経験に関する質的研究を行なっとそのユースケースを紹介した．本ライブラリは，ビデオた．このユースケースでは，実験のタスクとして，4.1 でゲームを用いた研究におけるデファクトスタンダードを目紹介した Shoot ’Em Up ゲームである Hunter Chameleon

指す一方で，各研究で利用の有用性を保つ必要がある．本と，実験を記録する Multi View Recorder を用いて追体験

章では，このバランスの観点から議論をする．

システムを定性的に評価した．本ユースケースをした研究者に本ライブラリの感想を聞くと，Hunter Chameleon の6.1 ベンチマークとしての公平性

ゲームシステムに関して，「ルールがわかりやすくて実験に本ライブラリはビデオゲームを用いた研究領域のデファ使いやすい」と回答した．これにより，動物のメタファークトスタンダードを目指し，ゲームシステムを設計してきを用いた，ルールを説明せずとも理解できるゲーム設計がた．本ライブラリの利用により，ベンチマークとして，研効果的だと分かった．また，Multi View Recorder に関し究間の比較を促進させる．しかし，本ライブラリは評価対© 2023 Information Processing Society of Japan111

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象である入力デバイスと独立した関係ではなく，完全な公平性を保てない．さらに，入力の仕組みが根本的に異なる

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付録

入力デバイス間では，制御のマッピングが操作性に大きな

オープンビデオゲームライブラリ GitHub

影響を与え，実験結果を入力デバイスの優劣と結びつける

https://github.com/open-video-game-libraryのは公平性に欠ける．公平性のあるベンチマークを実現するゲーム設計は今後の課題である．

参考文献
[1]

6.2 利用規約の設定
市販ゲームやオープンソースゲームは著作権の問題により，利用可否の線引きが不明瞭なため，安心して利用でき[2]ない．そこで，オープンビデオゲームライブラリは研究に利用できると明言し，研究者が使いやすいビデオゲームを[3]目指す．以下に本ゲームの利用用途や利用時の留意点をまとめた利用規定を明記する．この規定の内容や表現が妥当であるかは今後継続的に考察する．

[4]

6.2.1 利用用途
本ライブラリは研究目的のあらゆる利用を認める．

6.2.2 利用時の注意点[5]

提供するビデオゲームは，各研究の実験条件に適応するため，ゲーム内パラメータを変更できる．そのため，一見同じビデオゲームを実験利用しているように見えて，実験条件が異なる場合がある．同一ビデオゲームの複数研究間[6]での利用は，実験結果の比較に役立つ．しかし，ゲーム内パラメータが異なると実験結果をそのまま比較できない．
そのため，設定パラメータの明記により，汎用性と再現性[7]を両立できる．より多くの研究者に利用されるために，設定パラメータの記載は必須としないが，設定パラメータ含めた実験条件の共有を推奨する．本ライブラリを利用して[8]得られた研究成果（文，報告書，出版物，派生ソフトウエア）を公開する場合には，引用し，本ライブラリを利用した旨を明記する．明記の方法は指定しないが，例えば「本[9]研究は，オープンビデオゲームライブラリを利用した」と記載する．

7. おわりに
本論文では，開発中のオープンビデオゲームライブラリ[10]の目的と提供コンテンツを紹介した．また，提供コンテンツのユースケースも紹介し，それを基に課題を検討した．
その結果，ベンチマークとしての標準性をどのように保証するかが課題だと分かった．また，オープンビデオゲームライブラリの役割は研究者の支援であるため，今後はどの[11]

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川島拓也, 渡邊恵太. あアラウド法：体験中の心理プロセ
スを「あ」の音声情報で評価する手法の提案と検証. エン
タテインメントコンピューティングシンポジウム 2022 論文集, 第 2022 巻, pp. 178–183, aug 2022.

ように本研究を周知し，コンテンツの利用を促すかに留意する必要がある．

謝辞
本研究は JSPS 科研費 JP22K12336 の助成を受けたものです.

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