情報処理学会 インタラクション 2024
IPSJ Interaction 2024

1B-61
2024/2/28

TataPixel: 畳の異方性を利用した切り替え可能なディスプレイの提案
北村 莉久1

山田 憲司2山本 匠1

杉浦 裕太1

概要：
本研究では，畳を利用した新しいディスプレイである TataPixel を提案する．畳表面のイグサの繊維方向によって，畳表面の反射特性が変化する性質を利用し畳を回転させることで，畳の色変化が生じる．これにより，1 つの畳を 1 ピクセルとし回転させることで様々な画像や動画を表現可能である．システムはユーザが画像を入力するソフトウェアと畳を回転させるハードウェアから構成され，容易に TataPixel を操作できる．また，畳の回転角度による色の変化と実際の描画例を示す．

1. はじめに
近年，液晶ディスプレイやプロジェクタなどのデジタルディスプレイが情報提示の主要な手段として広く利用されている．これらの技術は，高解像度かつ高速な情報伝達を可能にしている．このようにディスプレイ技術が進化していく中で，周囲の環境と調和し，日常の一部として機能するアンビエントディスプレイが提案されている [1]．アン
ビエントディスプレイは身の回りのモノから構成され，情報をスクリーンから物理環境全体に移すことで，生活空間にシームレスに溶け込むことができる．
アンビエントディスプレイの研究として，実物体を活用

図 1

TataPixelした非発光型ディスプレイが提案されている．Horishita らは布を一定方向になぞったときに，濃淡の異なる跡が生じ実物体として畳を利用したアンビエントディスプレイを製ることを利用し，布をディスプレイ化している [2]．Yasu

作する．畳は日本の伝統文化として知られており，空間のは磁気ピンを使用した形状変化ディスプレイを提案してい基準単位としても利用されているため，日本人にとって馴る [3]．これは，低コストかつ簡単なプロトタイピングツー

染みの深い実物体である．また，畳はイグサや和紙から作ルとして，配線や電源，プログラミングなしで扱えるのがられているため，環境に優しいとされている．そのため，特長である．また，Tsujimoto らは，結露に絵を描くとい畳でディスプレイを製作することで日本の環境に自然と溶う日常的な行為に着目した新しい動的ディスプレイを提案

け込むようなディスプレイを製作できると考え，畳を利用している [4]．これはベルチェ素子を用い，結露水の発生，する．

蒸発，厚さを制御することに描画を可能にしている．また，

本研究では畳を利用した切り替え可能なディスプレイで

Rozin らは，木材タイルの角度を変更し，光の反射によるある TataPixel を提案する（図 1）．畳の表面に織り込まれ色の変化を利用することで，鏡のような表現を可能にしてたイグサは，その繊維の方向によって光の反射具合が異ないる [5]．これらのディスプレイは 1 ピクセルごとの制御がる．そのため，畳を回転させることで視覚的な色の変化が可能な動的なディスプレイである．このように，実物体を生じる．これを畳の異方性と呼ぶ．TataPixel は 1 つの円活用したディスプレイは多数提案されており，本研究では状の畳を 1 ピクセルとし，これらを並べることで様々な画

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慶應義塾大学
山田一畳店© 2024 Information Processing Society of Japan

像や動画を表現可能である．本稿では，畳の色が変化する
原理，TataPixel の構成，出力例，今後の展望について述

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図 3(a) システム概要図．(b) システムが動作している様子．
(c) 畳の構成要素．

図 2

畳の色変化（(a) 90°，(b) 0°）持つため，今後は畳が表現できる色数を調査したいと考えべる．

る．畳の色変化は畳表面の反射特性が変化することで生じ

2. 原理

る．畳の反射特性は畳表面の双方向反射分布関数（BRDF）

畳はイグサを織り込むことによって作られるため，畳表によって記述されるため，BRDF を計測する実験の実施を試みる．

面にはイグサの繊維方向が現れる．そのため，畳の表面上また，TataPixel は円状の畳を増やすことで容易に解像は図 2 のように複数の円柱を並べたような形をしている．

度を向上できる．図 4(a)，(b) は畳を 64 個に増やした際のそこで，光源方向と視線方向を固定し，畳を回転させると，描画例であり，数字や図形を描画できる．今後は 1 畳分の光の当たる部分が変化し，畳の色変化が生じる．実際に図TataPixel を製作し，更に複雑な表現やアニメーション作

2 のように，畳を 90°回転させることで光の当たる部分が成に取り組みたいと考える．

変化し，畳の色が変化していることが分かる．

3. 提案手法
システムの流れを図 3(a)，(b) に示す．まず，Processing上で UI を作成し，画像を描画する．次に描画された画像の角度データを Arduino に送信する．Arduino では受信

また，TataPixel の導入方法についての検討を進めたいと考える．導入に適している場所や導入する際の課題を，畳を普段利用している方々へのインタビューを通じて明らかにしたいと考える．

5. おわりにした角度データに基づきサーボモータ（SG92R）を回転さ

本研究では畳を回転させることで，畳表面の反射特性がせ，畳ディスプレイを変更する．このとき，16 個のサーボ変化し畳の色が変化する性質を利用したディスプレイであモータを作動させるために PCA9685（PWM 出力ドライ

る TataPixel を提案した．本稿では，色変化の原理，シスバ搭載基板）を使用している．PCA9685 の電源は安定化テム構成，実環境での描画例を示した．今後は，Tatapixel

電源（MCH-K3010D），Arduino の電源は PC から供給しの表現力や導入方法の調査を試みる．ている．

謝辞

畳の構成図を図 3(c) に示す．畳の直径は 65mm で，畳本システムの部品加工部分で多大な支援をいただいた，の水平性を保持するために同サイズのアクリル板を畳の下慶應義塾大学マニュファクチュアリングセンターの渡邉和に配置している．本研究では 16 個の畳を 1 モジュールと憲氏に感謝の意を表する．

しており，18 個のモジュールを設置することで 1 畳を埋められるように設計している．

参考文献

4. 議論と今後の課題[1]

図 1 は畳の角度を 0°，90°に設定したときの TataPixelである．今回使用している畳は円状で左右差が無いと考えているため，0–90°の間で色が変化する．実際に左から 0°，30°，60°，90°に設定すると，グラデーションが現れていることが分かる（図 4(c)）．このように畳は階調表現を© 2024 Information Processing Society of Japan[2]

Wisneski, C., Ishii, H., Dahley, A., Gorbet, M., Brave,S., Ullmer, B. and Yarin, P.: Ambient Displays: Turning Architectural Space into an Interface between People
and Digital Information, Cooperative Buildings: Integrating Information, Organization, and Architecture (Streitz, N. A., Konomi, S. and Burkhardt, H.-J., eds.), Berlin,Heidelberg, Springer Berlin Heidelberg, pp. 22–32 (1998).
Horishita, K., Tsutsumi, S., Sakaguchi, S. and Matsushita, M.: A Nonluminous Display Using Fur to Rep-452

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図 41B-61
2024/2/28(a) 描画例（2024 年）．(b) 描画例（ハート）．(c) グラデーション表現（左から 0°，30°，60°，90°）．

[3]

[4]

[5]

resent Diﬀerent Shades of Color, ACM SIGGRAPH
2014 Posters, SIGGRAPH ’14, New York, NY, USA,
Association for Computing Machinery, (online), DOI:
10.1145/2614217.2614266 (2014).
Yasu, K.: MagneShape: A Non-Electrical Pin-Based
Shape-Changing Display, Proceedings of the 35th Annual ACM Symposium on User Interface Softwareand Technology, UIST ’22, New York, NY, USA,
Association for Computing Machinery, (online), DOI:
10.1145/3526113.3545645 (2022).
Tsujimoto, Y., Itoh, Y. and Onoye, T.: Ketsuro-Graﬃti:
An Interactive Display with Water Condensation, Proceedings of the 2016 ACM International Conference on
Interactive Surfaces and Spaces, ISS ’16, New York, NY,USA, Association for Computing Machinery, p. 49–55 (online), DOI: 10.1145/2992154.2992159 (2016).
: Daniel Rozin: Wooden Mirror, ACMSIGGRAPH
ART SHOW ARCHIVES (online), available from⟨https://digitalartarchive.siggraph.org/artwork/danielrozin-wooden-mirror/⟩ (accessed 2023-10-24).

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