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IPSJ Interaction 2024

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Swit Loco による
Virtual Reality Sickness(VRS) の低減
下山野 伶1,a)

荒川 俊也1,b)

概要：VR(Virtual Reality) が一般普及する上では VR 酔いが大きな障害となっている．本研究では，VR酔いに対してロコモーション的アプローチからこの低減を試みる．特に，座位姿勢での没入体験や前庭覚情報の付与が VR 酔いの低減において有効であるというデータを参考に，座位姿勢で用いることのできる泳法動作を模したロコモーションである Swit Loco を制作し，実験用仮想環境に実装した．そして，スティック型，テレポート型，Swit Loco の三種のロコモーションを用い同一のタスクを行い，その際の VR酔いの度合いとユーザーエクスペリエンスの質をアンケートとシナリオプレイ時間で評価した．実験の結果，Swit Loco は VRS 低減度と QoE レベルの双方で優秀な数値を示した．これにより Swit Loco が，VRS 低減のために現状最も用いられるテレポート型のロコモーションと比較して，QoE の高さに重きを置きつつも，テレポート型に準ずる VRS 低減度を発揮する有用なロコモーションであることが示された．

1. はじめに

これまでの研究の多くでは，VRS はシミュレータ酔い(Simulator Sickness：SS) の一種として扱われてきた [12]．

仮想環境 (Virtual Environment：VE) に一定時間に曝さよってその評価方法も SS を評価するためのアンケートでれると，吐き気や眩暈といったような乗り物酔いに似通ったある SSQ(The Simulator Sickness Questionnaire)[13] を流状態を引き起こすのが VR 酔い (Virtual Reality Sickness：用した分析が主流であった．しかし近年になって VRS をVRS) である．VR 市場は拡大傾向にあり，今後 10 年でSS と別のものとする見解が生まれてきており [14]．これ30 ％程度の成長予測がされている [1]．しかし VR 機器のによって，より VRS に焦点を向けた VRSQ(The Virtual

さらなる普及には様々な課題が存在し，その内の一つにReality Sickness Questionnaire)[15] が作られている．まVRS のリスクが挙げられる．VRS は，プレゼンス（そこにた，VRS の度合いはデバイスの性能によっても左右されるいるという感覚）に影響することが示されており [2]，ユーという事実もある [16]．フレーム飛びや低いリフレッシュ

ザーエクスペリエンスの質 (Quality of Experience：QoE)

レート，高い遅延のある環境ではプレイヤーが VRS を発との間には負の相関関係が示されている [3], [4]．多くの調症しやすいことが多くの調査で報告されている．ヘッドマ

査において VR ユーザーの約半数が VRS を一度は経験す

ウントディスプレイ (Head Mounted Display: HMD) の性るとされており [5]-[7]，VR ユーザーのうち 66%以上が，能進化も踏まえ，VRS のより良い低減方法に関して，よりVRS を理由に VR の利用を控えているという調査結果もVRS にフォーカスした更なる継続的な研究が必要である．

存在する [6]．このことは VR の普及にとって大きな障害本研究では，今後の VR 市場発展のための課題の一つでとなる．VRS に関してすでに明らかになっていることとある VRS について，VE 内移動時に VRS が発生しやすいして，乗り物酔いを経験している人は VRS も経験する傾ということ [1]，座位姿勢では VRS が低減されるというこ向があること [8]，VE への曝露期間が長くなるにつれて耐と [6] を踏まえ，VE 内ロコモーションというアプローチ性がつくこと [5]，VE 内を動き回る際に VRS が特に顕著からこの低減を試みることを目的とする．ロコモーションに表れるということ [9]，座位姿勢では VRS のリスクを軽により VRS を低減しようとする試みは多く存在しており，減できること [6], [10]，男女の間では明らかに女性の方が先行のものとしては，テレポート型，ティルト型，TPP 型

酔いやすいこと [6]-[8]，その場で見る方向を変える回転操等が挙げられる．このような中で，本研究では実空間側の作時に特に酔いやすいこと [11] 等がある．

情報の欠如を感覚不一致の原因と考え，前庭覚情報を増や

1a)b)

日本工業大学
120i105@stu.nit.ac.jp
arakawa.toshiya@nit.ac.jp© 2024 Information Processing Society of Japanすべく，泳法動作を模した”Swit Loco” と命名した座位型
ロコモーションを制作し，VRS の低減能力を評価する．泳877

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法動作を用いた狙いは，直感的な動作による前庭覚情報の• 動作の直感性獲得にある．ユーザーが VR を利用する際，座った状態で• 前庭覚情報の獲得利用するシーンが多く見受けられる．座位姿勢で VE 内をの 3 点とした．姿勢について，座位姿勢では VRS が低減さ移動する場合，直感的な動作である歩行動作を行うことはれることは先行研究 [6], [10] において示されている．動作難しく，移動時の感覚の不一致が起きやすい．そこで本研の直感性については，これが高いほど感覚不一致の解消に

究では，座位姿勢で操作でき，移動時の感覚の不一致を抑繋がると同時に，VRS の低減に有効であるプレゼンス [2]

えられるような動作として，平泳ぎに近い泳法動作を採用が獲得できる．前庭覚情報の獲得が VRS を低減することした．また先行研究 [11] や VR ユーザーのコミュニティにはこれまでの数多くの研究 [17] において示されている．

おいて，旋回時に VRS が発生しやすいことが言及されて予備実験として，数人の実験協力者にキャスター付きのいる．そこで Swit Loco では，泳法動作による移動機能と椅子に座ってもらった状態で，上半身のみを用いて椅子を旋回機能の両方を提供し，泳法動作が移動時と旋回時の両移動させるよう指示を与えた．その結果，その多くが平泳方において VRS の低減に有用かを調査する．また，動作ぎのように，腕を振ったその反作用で椅子を動かそうと試の直感性だけでなく，QoE についても VRS との関連性がみた．Swit Loco のロコモーション方法はこの結果から着先行研究 [3], [4] において示されている．従って，本研究想を得ている．実際の動作は，自身を中心軸とした水平円の目的は，水泳動作を模した座位型の移動/旋回ロコモー運動で両手を後方に投げ出す動作で前進，前方に投げ出しションである Swit Loco が，VRS の低減度と QoE をどのて後退するものとなった．

程度両立できるかの評価にある．

2. 実験
2.1 実験機材

前進時の動作は平泳ぎに近しいものである一方，旋回時の動作は同じく自身を中心軸とした両手の水平円運動であるが，両手を同一回転方向で後方に投げ出すことにより操作する．これより，反作用を意識して手の回転方向と逆

本実験では Meta Quest2（Meta 製）を PC に有線接続方向に旋回するよう設定した．実際の場面において Switして PCVR 方式として利用した．Meta Quest 2 はスタン

Loco が常に有効であると，ユーザーの手の動きをロコモー

ドアロン VR としても利用が可能であるが，平均フレームションが占有してしまい，シナリオ内でのタスクの実施をレートやフレーム飛びの有無による VRS の発生を最小限阻害することが考えられる．この動作干渉の対策として，とするために，出力映像を安定化させる目的でワイヤー両手のインデックストリガが引かれている間のみ，ロコド PCVR 方式を採用した．Meta Quest 2 は片目当たりモーションモードが有効になるよう設定を行った．

1832×1920 [pix] の液晶ディスプレイを搭載しており，最大リフレッシュレートは 72 [Hz] であった．使用 PC は CPU

2.3 実験シナリオの開発

が Intel Core i7-12700KF，GPU は RTX3060 を搭載し，ロコモーション評価のためのシナリオは，VR コンテンRAM は 16GB を搭載していた．HMD に関して，過度なツとしてはポピュラーなタイプのシューティングゲーム

頭部の締め付けによる VRS の発生を防ぐために，サードとした．このシナリオ VE は 9 つのエリアによって構成しパーティー製ストラップへの換装を行った．入力デバイス

た．各エリアには静止状態のターゲットが 4 つ設置されては Meta Quest 2 純正の Touch コントローラーを使用した．

おり，その全てを破壊することで次のエリアへと進むこと

HMD はインサイドアウト方式で 6DoF トラッキングされができる．これを 9 エリア分繰り返し，最終エリアに設置ており，コントローラーは HMD に搭載されたカメラによされたゴール地点にたどり着いた時点でシナリオ終了となり赤外線トラッキングがなされる．コントローラーには上る．このシナリオにおける導線は，Swit Loco に搭載され面にボタンが 4 つとジョイスティック，グリップを握りこた旋回機能の VRS 低減効果を評価する目的で，旋回操作むことで入力するグリップトリガ，人差し指で引くことでを多く必要とするような曲がりくねった導線に意図的に設入力するインデックストリガが搭載されている．本研究で定した．また QoE に関わる，繊細な操作が要求されるよ利用したのはジョイスティックとトリガ 2 種であり，ボタうな場面にも対応できるかという点の評価を目的として，ンは利用しなかった．なお，本研究では，実験環境として直角の曲がり角と曲線的な曲がり角の両方を備えた．シナ

既存のソーシャル VR サービスである VRChat を用いた．

リオコースの長さについては，先行研究 [18] において 119秒の VE 曝露時間が VRS の発症に十分であったという記

2.2 実験環境
本研究で制作した Swit Loco は泳法を模した動きによって移動，旋回を行うロコモーションである．VRS を発症しづらいロコモーションとするために重視したのは，• 座位姿勢で使用できること© 2024 Information Processing Society of Japan

述を参考に，クリアまでに 2 分程度の時間を要するよう設定した．
本研究において用いた 3D データおよびアニメーション
データは blender 2.93.18 を用いてフルスクラッチを行った．これらのデータを.fbx 方式で Unity にインポートし，878

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Unity 上で UdonSharp スクリプトをアタッチするなどのセットアップを行うことで必要なギミックを実装した．シ
ナリオ内で被験者が用いる銃はコントローラーのグリップトリガを引くことで出現し，グリップトリガを引いたままインデックストリガを引くことで射撃が可能であった．

2.4 実験
VE への曝露期間が長くなるにつれて耐性がつくこと [5]，および，男女の間では明らかに女性の方が酔いやすいこと [6]-[8] を考慮し，実験協力者は，VR 経験のない，または 1 回程度しか経験したことがない，21 歳から 22 歳の男性 10 名とし，VE への曝露初期段階における VRS 低減度

図 1

シナリオプレイ中の実験協力者の様子を評価した．また，評価については多くの先行研究において採用されてきた SSQ ではなく，VRSQ を採用することでより VRS にフォーカスした実効性を検討した．なお，参加者には実験参加の謝礼として 500 円のクオカードを支給した．実験に先立ち，実験協力者にはこの実験に協力することにより VRS を発症する可能性が高い旨の説明をし，実験の途中でも中断が可能であると伝えた．
参加者にはまず，Swit Loco/Stick/Holoport の，3 種類の

図 2

シューティングゲームシナリオ

ロコモーションの実施順を割り当てた．シナリオ曝露時間のデータへの影響度を小さくするために，実験協力者によっ長した．実験協力者にはこの間に，各回の体験に関する記て異なる順番でロコモーションを割り当てた．Swit Loco

憶を忘れないよう，酔いを感じた場面などに関するメモをは 2.2 節において制作したものである．Stick は VRChat取ってもらった．実験協力者は合計 3 回のシナリオプレイにおけるベースロコモーションであり，コントローラーのの後，評価のためのアンケート記入を行った．アンケート

左スティックを移動したい方向に入力することで移動，右は VRSQ と QoE に関するアンケートであり，後者についスティックを左右に入力することでその方向に旋回を行ては，「操作に慣れやすい (Q1)」「遊んでいて楽しい (Q2)」

うものである．Holoport は VRChat が VRS 低減のために「操作が直感的である (Q3)」「体験の質が高い (Q4)」の 4用意しているテレポート型のロコモーションであり，左ス

項目に対して，それぞれ「楽しいと思う」(4 点)-「ややそティックを前入力した状態で任意の地点をポインティングう思う」(3 点)-「あまりそう思わない」(2 点)-「楽しいとすることにより移動先を指定する．移動先を指定し続ける思わない」(1 点) とした 4 点法で回答してもらった．これと，自身の視点を現在地点に残したまま，自身のアバターに加え，参考として，自由記述欄を設けた．

が指定位置に移動していく様子を三人称的に見ることがでなお，本実験は，日本工業大学人を対象とする研究倫理審

きる．アバターが指定位置に達した際に左スティックの前査委員会の承認を受けて実施した（NIT 倫審 2023-014 号）．

入力を解除することで，視点がアバターの位置に移動しテレポートが完了する．旋回は Stick と同様に右スティックによって行う．

3. 解析
3.1 シナリオクリアタイム

この後各実験協力者は，自身がこれからプレイするシュー

被験者ごとのシナリオクリアタイムは表 1 の通りとなっティングゲームシナリオのプレイ動画を 2 分程度，2D 映像た．実験協力者 J は Stick ロコモーションを用いたシナリで視聴した．デモの視聴が終わり次第，実験協力者は HMD

オプレイ中，開始から 104 [sec] の地点で重度 VRS の症状を装着し (図 1)，割り当てられた順番で同一のシューティを申告したため実験を中断した．このため，この後の VRS

ングゲームシナリオ (図 2) をロコモーション別に 3 回プに関する分析では実験協力者 J のデータは省略して検討すレイした．各回の冒頭 1 分程度，その回に用いるロコモーる．使用ロコモーションごとに集計したものが図 3 であションの操作説明を行った．シナリオ内で実験協力者が用る．図 3 から，シナリオクリアに必要とした時間についているアバターには，VRChat によって提供されているヒトは，その際に使用したロコモーションによって大きく差が型のものを使用した．

出ていることがわかる．すべての実験協力者について Stick

各回の合間には，酔い改善のために 15 分の休憩時間がが最速であり，Holoport がそれに続き，最も時間がかかっ設けたが，15 分で酔いが改善しない場合は休憩時間を延たのは Swit Loco であった．特に Swit Loco はシナリオク© 2024 Information Processing Society of Japan879

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表 1 シナリオクリアタイム
Participant No. Stick Holoport Swit LocoA112149

201

B74132

192

C108192

278

D102185220

E85160193

F98151381

G117

163491

H124

168

202

I110156228

J104187208

図 4ロコモーション別 VSRQ スコア

3.3 VRS 低減度
ここまでの議論を踏まえ，VRS 低減ロコモーションのうち Holoport と Swit Loco の VRS の低減度合いを比較するため，ベースロコモーションである Stick における単位時間 (sec) あたりの VRSQ スコアと，Holoport およびSwit Loco の単位時間 (sec) あたりの VRSQ スコアの間に有意差が現れるか分析を行った．正規化を行った単位時間(sec) 当たりの VRSQ スコアは表 3 の通りである．なお，
Wilcoxon の符合順位検定を行ったところ，有意水準 5%で，Holoport と Swit Loco は，Stick に比べて有意に高い VRS
図 3

ロコモーション別シナリオクリアタイム低減度をもつことが示された．本研究はサンプル数が少ないため，Cohen の標準偏差による Eﬀect size の評価も行った．その結果，Holoport と Swit Loco は VRS の低減に対表 2

Participant No.

VRSQ スコア
Stick
Holoport

して強い効果を及ぼすことが示唆される結果となった．
Swit LocoA

15.83

7.50

3.33

B

0.00

3.33

0.00

C

10.83

0.00

4.17

QoE に関する 10 人分のアンケートの結果は表 4 の通3.4 QoE に関するアンケート結果

D

7.50

0.33

7.50

りとなった．枠内の数値は回答した人数である．10 人の

E

0.00

0.00

4.17

QoE スコアの合計を，ロコモーションと項目別に算出した

F

4.17

0.00

7.50

ものが図 5 である．QoE スコアでは，Stick がどの項目にG

7.50

0.00

4.17

おいても最も高いスコアを示している．次にスコアが高く

H

4.17

0.00

0.00I

3.33

7.50

7.50

保たれるのは Swit Loco であったが，操作の慣れやすさの項目においては Holoport にわずかに劣る結果となっている．楽しさの項目において，Swit Loco が Stick とほぼ同リアタイムの個人差が大きいことが特徴と言えよう．

等のスコアとなっていることが確認できる．

3.2 VRSQ スコア

3.5 VRS 低減度と QoE スコア

実験協力者毎の VRSQ スコアは表 2 の通りとなった．

それぞれのロコモーションの特徴を把握するために，単使用ロコモーションごとに集計したものが図 4 である．平

位時間当たりの平均 VRSQ スコアを縦軸に，QoE スコア均値から，VRSQ スコアは Stick>Swit Loco>Holoport のの合計を横軸にとった図を作成した（図 6）．この図では，ようになっていることがわかる．Stick の VRSQ スコアの右に位置する程高い QoE スコアを発揮するロコモーショばらつきが非常に大きいこともわかる．また，全ロコモーンであり，上に位置する程高い VRS 低減度を発揮するロションに共通して VRSQ スコアが 0 となっている部分がコモーションであると解釈できる．VRS 低減度と QoE ス

多数見受けられる．

コアの両立という観点であれば，右上に位置するほど優れ© 2024 Information Processing Society of Japan880

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表 3 単位時間あたりの VRSQ スコア
Participant No.
Stick
Holoport Swit Loco

A

1.00

0.36

0.12

B

0.00

0.18

0.00

C

0.71

0.00

0.11

D

0.52

0.01

0.24

E

0.00

0.00

0.15

F

0.30

0.00

0.14

G

0.45

0.00

0.06

H

0.24

0.00

0.00

I

0.21

0.34

0.23

Average

0.3820.099

0.117

SD0.328

0.1530.088

表 4

図6

ロコモーション別の QoE アンケート集計結果

Rocomotion

Stick

Holoport

Swit LocoAnswer

ロコモーション毎の単位時間当たり平均 VRSQ スコアと QoE
スコアの合計の関係

Question
Q1

Q2

Q3

Think so

10108Q49

Think so somewhat

0021

Do not really think so

0000

Do not think so

0000

ンであった Holoport に近い性能をもっていると考えられThink so2622る．しかし，Swit Loco の場合のシナリオクリアタイムがThink so somewhat

6144

Holoport よりも長い点に着目する．特に一部のデータでは

Do not really think so2334

平均値の 2-3 倍近いクリア時間を要している．これについDo not think so

0010ては 2 つの捉え方があろう．一つは VE 曝露時間が圧倒的

Think so

1844Think so somewhat

6246Do not really think so

3020

能を有するというもの，もう一つは Swit Loco の移動性能

Do not think so0000が Holoport に対して大きく劣っていたために平均移動速に長いにも関わらず，VRSQ スコアを比較的低く抑える性度が低くなり，これによってベクションの発生量が抑えられていたというものである．この場合，Swit Loco の加速度や最大速度等を調整し，移動性能を他のロコモーションと同程度まで増加させた際にどのような結果が表れるかについては今後検証の必要がある．しかし，クリアタイムが2-3 倍になったのは 2 例のみであり，この 2 例は外れ値として考えることも可能だろう．

4.2 QoE スコアについてQoE の観点では，ほとんどの項目において Swit Loco がHoloport より上回った．しかし，操作への慣れやすさと
図 5

ロコモーションごとの QoE スコア

いう点においては Holoport に劣る結果となった．これについてはいくつかの原因が考えられる．一つは推進力減衰たロコモーションであるといえる．Stick は他のロコモーの強さである．減衰の強さは固定倍率であったが，違和感ションより高い QoE を発揮しているということがわかる．

を受けづらい減衰の強さに大きな個人差があったと考えら

Swit Loco は Holoport と比較すると，VRS 低減度ではわれる．Swit Loco 使用中の実験協力者からは，「扱いやすずかに劣るものの，QoE スコアでは Holoport より優れてい」「楽しい」といった肯定的な意見と，「意図していないいるといえる．

速度で移動，旋回してしまう」「自分のコントロール下にな4. 考察
4.1 VRS 低減効果
これまでの議論で，本研究において制作した Swit Loco
は VRS 低減性能においてテレポート型のロコモーショ© 2024 Information Processing Society of Japan

いような感覚がする」という否定的な意見の両方が挙げられた．また，旋回時の操作について，旋回したい方向に対して逆の動作を行ってしまう被験者が数人見受けられた．

Swit Loco のロコモーション性能については，個々に対するパーソナライズが必要であると示唆される．

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4.3 Swit Loco の特徴
マトリックス図を見ると，VRS 低減性能と QoE のレベルの間には，ある程度のトレードオフの関係が成り立っている[5]ことが見て取れる．このような中で Swit Loco は Holoportと同等といえる VRS 低減度を持ちながら，Holoport より高い QoE スコアを得られるロコモーションであるといえ[6]る．操作方法やロコモーション性能に関していくつかの課題が存在するものの，VRS をロコモーションによって低[7]減するという試みの上では，有用なアプローチであるといえるだろう．

5. まとめと今後の展望[8]

本研究では水泳動作を模した Swit Loco を，VRS 低減ロコモーションであるテレポート型と比較し，VRS 低減ロコモーションとしての Swit Loco の有用性を検証した．

[9]

実験の結果，Swit Loco はテレポート型のロコモーションに近い VRS 低減性能を示し，QoE の観点においてはテレポート型より優れる数値を示した．このことから Swit

[10]

Loco は，テレポート型のロコモーションに比べて得られるQoE の高さに重きを置きつつも，テレポート型に準ずるVRS 低減度を発揮するロコモーションであることが示唆[11]された．本研究において Swit Loco が示した結果により，座位姿勢でのロコモーションの一案として泳法動作という選択肢が提供される．特に，水中や無重力空間というコン[12]テキストを持った VE 上では，より高い説得力を持ったロコモーション動作になり，さらに高い QoE と VRS 低減効果を発揮することが考えられる．

[13]

しかし，本研究では，泳法動作による前庭覚情報がどの程度生じていたのかについて定量化を行っていない．そのため，前庭覚へ与えられる情報量と VRS の低減度合いの[14]関連についてはさらなる研究の余地が存在する．また，より多くのユーザーに受け入れられやすい泳法型のロコモーションの性能調整について，より多くの実験協力者を対象[15]とした調査が必要である．
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