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認知科学の知見に基づく VR 教材の UI/UX 改善
UI/UX Improvement of VR Learning Contents based on Findings of Cognitive
Science廣瀬 翔一
Shoichi Hirose
山岸 芳夫
Yoshio Yamagishi
新潟工科大学Niigata Institute of Technology
Email: 202011184@cc.niit.ac.jp
あらまし：VR を用いた教材はここ数年のコロナ禍で需要が高まっている。しかし VR の UI/UX について
は手法が未だに確立されておらず、完成した教材の操作性や学習効果に問題がある場合も多い。本研究では認知科学の知見に従い、既存の VR 教材の UI/UX の改善を行う。まずは既に実績のある 2D コンテンツの UI/UX 改善手法を援用し、その後 3D に特有の問題について取り組むことを予定している。本研究で改善を行うのは、先行研究である炎色反応実験シミュレーション教材と、キャンピング器具の使用方法を学
ぶ教材である。先行研究における試行で得られたユーザーからのフィードバック及び認知科学的な知見に基づき改善スキームを設定し、それを基に先述の教材の UI/UX の改善を図る。改善後はユーザビリティ
や教育効果の向上が果たされたか検証する予定である。
キーワード：VR，教材，UI，UX

1.

はじめに

VR の普及に伴いその活用方法として、教育への応用が注目されている。しかし、VR を体験するた
めには現状では HMD（ヘッドマウントディスプレイ）が必要であり、その敷居の高さからまだ VR を体験したことがないという人の方が大半である。そのため、VR 環境に沿った UI デザインは未だに試行
錯誤の段階であり、デファクト・スタンダートは存在しない。それでも次第にノウハウが集まりつつあ
り、OS における 2D の GUI（グラフィカルユーザー
インターフェース）のような統一的なインターフェースの実現もそう遠くないものと思われる。
よって、本研究では最新の VR UI/UX の動向を踏
まえつつ、認知科学の視点からも UI/UX の改善点をピックアップし、一般的な改善スキームを確立することを目標とする。

2.

VR と認知科学

UI/UX の設計の指針とし定番となっているのが、ニールセンの 10 の経験則である。これは既に 30 年
もの間システムの UI/UX 設計で用いられているが、VR での UI/UX においても未だに有用とされている(1)。ただしこれらはあくまで経験則であり、学術的な成果に裏打ちされたものではない。
VR に関連が深いと思われる認知科学の概念としては、まず認知負荷が挙げられる。人間の短期記憶
は保存および処理できる情報量に限りがあり、一度に正しく記憶できる情報の個数は 4±1 とされていて(2)、それを超えた情報が入力されると負荷が過大になってしまう。これが認知負荷の問題で、必ずしも VR だけに限ったことではないが、2D のコンテンツに比べ情報量が多い 3D の VR コンテンツでは特に重要になると考えられる。しかし、2D の Web コ
ンテンツなどについては認知負荷を下げるノウハウが散見されるが、VR コンテンツについてはあまり例を見ないようである。
また、シグニファイア(3)の概念も VR においては重要になってくると考えられる。例えばドアノブはユーザーにそれを持ってドアを開けるように誘導している。これはかつてアフォーダンスと混同されてきたが、アフォーダンスは物と人との関係性（前述の例で言えば「ドアを開ける行為」）であり、それを誘発させるのがシグニファイアとなる。シグニファ
イアは VR に限らず様々な分野で用いられているが、前述のように VR の空間は情報量が多いため、行動の指針となるシグニファイアがより求められるようになると言える。
認知科学には他にも NUDGES やゲシュタルト原則など、VR に対しても有用と思われる様々な概念があり、我々はこれらの観点より先行研究の UI/UX
を洗い直し、改善に役立てようと考えている。

3.

問題点と改善策

本研究で改善を行うのは先行研究である南らの炎色反応実験シミュレーション (4)（研究１）と諸冨らのキャンピング器具の使用方法を学ぶ教材 (5)（研究２）である。これらの教材の画面をそれぞれ図 1,2に示す。

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教育システム情報学会 JSiSE2023
第48回全国大会 2023/8/29-8/31

図1

図2

ほうが良いと考える。
また、この教材では炎色反応実験を行う際、実際に歩いて移動しなくてはならない。そのため、教材を体験するにはある程度広いスペースが必要となってしまう。さらに、ガスバーナーに何の印もないた
め、回転の操作をしてもどれだけ回転しているのかがよくわからない。
これらの改善策としては、・テレポート機能の追加または省スペース化
・チェックリストと説明文の位置変更
・ガスバーナーのねじの回転をわかりやすくするなどが挙げられる。

研究１のシステム動作画面

研究２のシステム動作画面

以下、ユーザーによるフィードバックおよび発表
者自身が試行した結果から得られた問題点とその改善策を列挙する。
3.1 共通の問題点
2 つの教材で共通している問題点は、説明が書かれている UI の位置が固定されているため、人によって見え方が異なるという点である。実際、キャンピング器具の教材では、UI の高さに不満を持つ者がいた。また、説明が書かれている UI に背を向けて作業をする場面があるため、次に行う作業が分からなくなってしまったときに、わざわざ振り返って確認する手間が発生する。
もう一つ共通している点は、単調な文字だけで説明が行われるため、操作方法や重要な情報がすぐに認識できないという点である。これはまさに認知負荷の問題と言えるものである。
これらの改善策としては、・認知負荷を念頭に置いた操作チュートリアルの導入・図を使った説明・教材の重要な箇所の強調・次に行うタスクのナビゲーション・タスク完了時の効果音の追加などが挙げられる。
3.2 研究１の問題点
教材を始めると最初に目に入るのが、タスクのチェックリストになる。説明文はその隣にあるが、初めに目に入る情報はその教材についての説明である

3.3 研究２の問題点
説明文を読むときに、ウィンドウをスクロールする必要があるが、コントローラーのトリガーボタン
を押しながらスクロールをするため、初めて VR 機器を体験するユーザーにはわかりづらい。これはシグニファイアの問題と言える。
また、この教材にはテレポート機能が導入されているため、実際に歩かなくても体験が可能となっている。しかし、それについての説明が一切ないため、これも初めて VR 機器を体験するユーザーに不親切な仕様となっている。
これらの改善策としては、・説明文のスクロール方法変更
・シグニファイアの観点に基づくガス調節ねじと点
火ボタンの説明追加
・次のタスクへ進む条件を統一などが挙げられる。

4.

終わりに

本システムは開発中であり、今後はシステム完成を目指して実装を進めていく。システムの完成後は評価試験を行い、UI/UX 改善につながったかどうか検証する予定である。
謝辞
本研究は JSPS 科研費 21K02786 の助成を受けた
ものです。
参考文献
(1) Joyce, A. (2021). 10 Usability Heuristics Applied to
Virtual Reality,
https://www.nngroup.com/articles/usability-heuristics-virt
ual-reality/ (Retrieved Jun. 6, 2023)(2) Cowan, N. (2001). The magical number 4 in short-term
memory: A reconsideration of mental storage capacity.
Behavioral and brain sciences, 24(1), 87-114.
(3) D.ノーマン著、岡本明他訳『誰のためのデザイン？
増補・改訂版 ―認知科学者のデザイン原論』新曜社(4) 南 睦樹、山岸 芳夫、炎色反応実験をシミュレートする VR 教材の開発、第 47 回教育システム情報学会全国大会 講演概要集、pp.181-182(5) 諸冨 遥、山岸 芳夫、VR を用いたキャンピング器具の安全な操作方法を学ぶ教材、第 47 回教育システム
情報学会全国大会 講演概要集、pp.221-222― 24 ―