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

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2024/2/28

Visual Haptics において背景が知覚に与える影響の初期検討
傳田 隼稀1

安中 勇貴2

渡邊 恵太1

概要：渡邊らは，ユーザが操作するマウスカーソルを用いた疑似触覚提示システム「VisualHaptics」を提案した．これは，静止画の背景画像やアニメーションの背景画像に対して，マウスの入力の遅延や C/D 比の変更，さらにカーソル形状の変形し，擬似的な触覚を提示するシステムである．しかし，背景画像の凹凸や抵抗感をシミュレーションしておらず，ある画像に対して主観的なイメージでしか動作を設定していない．マウスの動作に少しの違いはあるものの，仕組みは類似しており，生起する触感は背景テクスチャが印象付けている可能性がある．そのため，提示する触覚適切かはわからず，どういった影響で生起したものかはわからない．そこで本研究では，Visual Haptics に改良を加えたシステムを実装し，マウスカーソルの動作を変化させずに，背景のみを変化させることによって，異なる疑似触覚を与えられるかを調査した．ユーザスタディの結果，マウスの動作が同じであっても，背景画像が異なれば知覚が変わることがわかった．

1. はじめにPseudo Haptics（疑似触覚）は力学的な刺激を与えず，視覚情報を用いて触覚を知覚させる [1]．渡邊ら [2] は，ユーザが操作するマウスカーソルを用いた疑似触覚提示システ
ム「VisualHaptics」を提案した (図 1）．

VisualHaptics は，静止画の背景画像やアニメーションの背景画像に対して，マウスの入力の遅延や C/D 比の変更，さらにカーソル形状の変形をし，擬似的な触覚を提示する．VisualHaptics の実装は，著者らが用いた背景画像に対する感覚イメージを，著者らの主観によってカーソルの図 1

渡邊らが作成した VisualHaptics の画面挙動や変形をパラメータ調整し疑似触覚体験を提供した．
したがって背景画像の凹凸や抵抗感をシミュレーションしておらず，ある画像に対して主観的なイメージ，印象でのカーソル表現を施し「それらしさ」という点でしかない．
また，ざらざらとしたテクスチャ上のカーソルの挙動と風に煽られる挙動は，実装上はマウス入力に対して上下にランダムにブレる挙動が基本となっており，テクスチャはカーソルの移動に伴いブレが発生するが，風においてはそのエリアに入ると自動的にぶれ続けるという実装である．こうした違いはあるものの，ブレるという仕組みは類似しており，風の抵抗感の質感，ざらざらした質感は，背景テクスチャがその体験を印象付けている可能性がある．

Watanabe[3] が，背景の視覚的な画像の速度を変化させることで，視覚指標自体の動きを変えることなく，擬似触覚の感覚を生み出すことができると述べたことからも，背景が体験を印象付けている可能性が高い．
そこで本研究では，Visual Haptics における疑似触覚に対し，表示された背景画像のコンテクストの依存を調査する．そのため，マウスカーソルの動作と背景を独立に変更できるシステムを作成し，マウスカーソルの動作を変化させずに，背景のみを変化させることで，異なる疑似触覚を与えられるかを調査した．
ユーザスタディでは，表示された画像によって，カーソ

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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© 2024 Information Processing Society of Japanルの動きの変化が疑似触覚に与える影響について調査した．

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図 3

実験で使用したマウスカーソルの動作一覧

ではべたべたといった粘着感を感じ，一方でザラザラテク
図 2

実験で使用した図一覧

スチャやぬいぐるみでは物体の硬さを感じたといった回答があった．滑らかに動く動作では，水入り容器の画像において水の抵抗感を，テクスチャの画像において滑らかさを

2. 提案システム

感じ，一方で納豆やガムテープなどの画像ではぬめぬめやねばねばといった粘着感を感じたと述べた．これらのこと

渡邊らが Flash や Unity で実装した VisualHaptics[2] を，から，同じ動きでも背景によってカーソルの与える感触がProcessing で実装した．用意したすべてのマウスカーソル変化する可能性が示された．また，ランダムにずれる動作の動作をすべての背景で使用できるようになり，動作の度においてはほとんどの画像においてザラザラといった凹凸合いを変更できるようにした．

感や振動といった感覚を感じたと回答した．カーソルの動きと画像のイメージの間の不和が大きいと違和感や気持ち

2.1 実装悪さを感じ，感触がわからないこともあった．カーソルの本研究では，8 つの背景画像（図 2）と 4 つのマウスの動きが変化すると，背景画像が同じでも体験が変化するこ動作（図 3）を自由に組み合わせられるシステムを実装しとを示唆した．ぬいぐるみの画像のとき，ランダムにずれた．背景画像は，触った感触が独特で想起しやすいものと，る動作ではザラザラ，マウスをなめらかに追従する動作で触ったことのないものを選んだ．マウスの動作は，渡邊らは硬そう，マウスをなめらかに追従する動作ではベタついの VisualHaptics で実装されていたものの中から，特徴的ていると回答があった．また，ザラザラテクスチャの画像な動きを選んだ．マウスカーソルの動作に変化が起きる範のとき，ランダムにずれる動作ではザラザラと回答する人

囲は，それぞれの背景画像ごとに変化が起こる領域をあらが多かったが，マウスをなめらかに追従する動作では抵抗かじめ設定した．

感をあまり感じないと回答する人が多かった．一方で画像

3. ユーザスタディ
マウスカーソルの動作を変化させずに，背景のみを変化させることで，異なる疑似触覚を与えられるかを調査した．の組み合わせによっては感触が得られないものもあった．

4. 議論
4.1 背景による知覚の影響

今回は，上述の 8 種類の画像と 4 種類のマウスの動作で総Visual Haptics における触覚提示において，背景の情報当りの計 32 試行を行った．順序効果を考慮し，各試行の順によって感触が変化することを示唆した． 全ての参加者

番はランダムにした．実験参加者は，それぞれの試行で 15が，カクカクする動作とマウスをなめらかに追従する動作秒ほど自由にマウスを動かし，得られた感触はなにか，違で水入り容器の画像では抵抗感をコメントし，ガムテープ和感があったかの 2 つの質問をした．全 32 試行が終わっの画像では粘着感や摩擦感についてコメントした．さらた後，画像と動作の良かった組み合わせ，悪かった組み合に，カクカクする動作において，ガムテープとスライムのわせの質問をした．

画像で粘着感を感じたとコメントがあった．これは，カーソルの停止の際に，カーソルが画像の表面に接着したこと

3.1 実験参加者
実験参加者は，21 歳の情報系学部学生 3 人であった．すべての参加者は男性であり，正常な視力あるいは矯正視力を有した．また，参加者は全員日常的にマウスを使用していた．

を想起したからだと考察する．このように，同じ動きでも背景画像によって異なる感触を回答したことから，背景によって触覚が変化する可能性がある．
一方で，ランダムにずれる動作において，ほとんどの画像で凹凸感や振動を感じたとコメントがあった．これはマウスの動作によって，実際に凸凹のある物体を触れた際に3.2 結果

引っかかりながら進むことを想起し，背景の情報がそれほユーザスタディで得られた回答を，表 1 表 2 表 3 に示

ど影響しなかった可能性がある．このことから，背景の情す．カクカクとした動作において，スライムやガムテープ報によらず感触を提示する動作が存在すると考察する．

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表 1

参加者 A の回答

表 2

参加者 B の回答

表 3

参加者 C の回答

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4.2 マウスの動作による影響
ランダムにずれる動作は，ガムテープの画像，納豆の画像，QR コードの画像で，画像と動作が合っていないとい[2]うコメントがあった．ガムテープと納豆の画像は，ネバネバやベトベトといった粘着感を生起させるものなので，立体感を与えるランダムにずれる動作と合わなかったためだと考える．QR コードの画像は，PC やスマートフォンと言ったディスプレイに表示されるものなので，立体感を与[3]Virtual Reality 2000 (Cat. No.00CB37048), pp. 83–90,
2000.
Keita Watanabe and Michiaki Yasumura. Visualhaptics:
Generating haptic sensation using only visual cues. In
Proceedings of the 2008 International Conference on Advances in Computer Entertainment Technology, pp. 405–405, 2008.
Junji Watanabe. [letter] pseudo-haptic sensation elicitedby background visual motion. ITE Transactions on Media Technology and Applications, Vol. 1, No. 2, p.
199–202, 2013.

えるランダムにずれる動作とは合わなかったためだと考える．つまり，立体感が想起されにくい画像では、ランダムにずれる動作で触覚を生起しにくい可能性がある．
また，ザラザラテクスチャの画像のとき，ランダムにずれる動作ではザラザラと回答する人が多かったが，マウスをなめらかに追従する動作では抵抗感をあまり感じないと回答する人が多かった．このことから，背景の情報だけで感触が決まることはなく，背景と動作の関連性によっても提示できるか変化する可能性がある．
マウスをなめらかに追従する動作は，スライムの画像とザラザラテクスチャの画像では，合っていないというコメントがあった．スライムの画像はベトベト感を想起するが，予想に反して滑りすぎというコメントがあった．そのため，動作の遅延を実験時より弱くすることで，予想通りの滑りを表現でき，的確な感触を生起できると考える．ザラザラテクスチャの画像では，ザラザラとした見た目に反して滑る動作だったため，合わなかったと考える．
また，水入り容器の画像では，ランダムにずれる動作とカクカクする動作では冷たさを感じたというコメントがあったが，マウスをなめらかに追従する動作では温度に関するコメントはなく，抵抗を感じるとコメントがあった．
この冷たさは，寒いときの手が震えや，氷の入った水を想起しているためだと考える．このことより，マウスの動作によって触覚刺激以外にも温度の違いを伝えることができる可能性がある．

5. おわりに本研究では，マウスカーソルの動作と背景を独立に変更できるシステムを作成し，マウスカーソルの動作を変化させずに背景のみを変化させることで，異なる疑似触覚を与えられるかを調査した．このシステムを使用したユーザスタディを行い，マウスカーソルの動作が同じでも，背景によって触覚が変化する可能性があるとわかった．また，背景の情報によらず感触を提示する動作が存在することや，背景と動作の関連性で変化する可能性があるとわかった．
参考文献
[1]

A. Lecuyer, S. Coquillart, A. Kheddar, P. Richard, andP. Coiﬀet. Pseudo-haptic feedback: can isometric input
devices simulate force feedback? In Proceedings IEEE© 2024 Information Processing Society of Japan1202