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日本バーチャルリアリティ学会誌第 10 巻 3 号 2005 年 9 月

特集

社会で活きる VR

特集 ■社会で活きる VR

自動車 HMI デザインの開発への MR 技術活用

清原博文

デンソー

KIYOHARA HIROFUMI

1．はじめに高揚，IT 技術の向上によるサービスの多様化などを背

昨今の自動車業界の開発期間短縮，安全・環境・情景に，自動車にはより高い社会性とそれを実現する機能

報通信分野の目覚しい進歩による，要求レベルの高度化が求められている．

により，我々自動車用システム開発メーカは，より早いデンソーにおいても，これらの分野でドライバーや自段階での開発方向性決定に迫られている．車室内 HMI

動車に関わる人々に，新しい価値を出来る限り早く提供(Human Machine Interface) デザイン開発においても同様できるよう努力している．しかし，その周辺環境の進歩で，一つの解決策として早くから VR 技術に着目していの早さに伴う要求レベルの高まりの速さは，我々の開発た．しかし，私どもが生業としている車室内 HMI デザの方向性見極めをより困難にする一方であり，これら要イン開発は，機能はもとより感性による確認が必須であ求に応えるために新たな開発ツールとして，VR 技術はり，その要件として触覚・操作感覚の再現等，実物に頼もっとも有力で中心的な存在として認識されている．

らざるを得ない部分を多く有している．
客観的な視覚による確認は CAD・CG の発達により大3．車室内 HMI デザインが求める検証・評価手法

変正確で，しかも容易になってきた．立体形状はラピッ

膨大な数に及ぶ部品と，急激に増大する機能を開発すドプロトタイプ等に見られるよう，大幅な製作時間短縮る上で，従来カーメーカが責任を持って行っていた仮説・もなされている．しかし，視覚と触覚を短時間で同時に検証プロセスを，開発期間の短縮を背景に一部我々シス確認できる手法は少なく，VR とて一部ハプティックデテム・部品メーカが担うことが求められている．
その一例が，我々による車室内 HMI デザインであり，バイス等を利用したシステムが存在するが，完全に満足行くものは存在しない．

車両インテリアや周囲のインフラ環境を踏まえた上でのそのような状況で，キヤノンの MR 技術はビデオシー

表示操作系のあり方，ITS・半自動運転時におけるドライスルー方式 HMD と高度な画像処理で，現実とバーチャバーに対しての情報表示，状態表示のあり方を仮説・検ルの融合がうまくなされており，工夫次第では我々の要証する機会が増えてきている．

求にもっとも近い解答が期待できる存在であった．

この，HMI デザインと言う分野は，単に機能性を評

そこで，この MR 技術を活用し，車室内 HMI デザイ

価できれば良いアウトプットが得られると言うものではンにおける表示・操作系の検証と，周囲のインフラ環境なく，多分に美観やユーザーの主観に影響を受けること(ITS・半自動運転 ) を踏まえたコンテンツ検証が実現でが多い．そのため車両インテリアを我々自らが構築し，きるシステムを構築し，従来困難とされた視覚と触覚・我々自身がその車の車室内に身を置いたときの感覚を体操作感覚の同時検証を実現することを目標とした．

感することで美観と機能が両立した方向性を見極めるよう努力している．しかし，まだ存在しない機能を開発す

2．自動車業界のニーズる上で，試作品すらも製作が困難であることが多く，従

近年，自動車業界では大幅な開発期間短縮が進められ来の場合は形だけ製作し，機能のシミュレーションはている．また，地球規模での環境意識高揚，安全意識のPC やビデオによるムービー上映で仮に体験する方法を

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繰り返していた．この場合，機能やデザインの理解はでもう一つはモノづくりの観点からである．MR で表現きるが，インテリア全体としてこの方向でよいのか，開された CG は実物大の存在感を強く感じる．これにラ発者自体が自信を持ってコミットすることが困難であ

ピッドプロトタイプで作成した実物と，MR による CGり，新しい分野におけるデザイン開発の課題として残さをきれいに重ね合わせることで視覚による実在感を得なれていた．

がら操作感覚をも体感できるツールが出来るのではと言う期待を抱いた．

4．MR 選定の理由
以上のような課題を抱えつつ，対応策としての VR 検

5．MR に求めた条件

証ツールを探索していた時，キヤノン ( 正確には MR シ

これらの期待感を現実のものにすべく，上記二つの観ステム研究所 ) が 2001 年に MiRai-01 で発表した，「今点をキヤノンに伝え，車室内の HMI 検証ツールとしてそこにある MR カー」をインターネット上で目にした．

MR に要求する条件を提示した．

早速直接開発に携わっている方に連絡を取り，体験させその条件とはていただいたところ，開発ルームの中のすぐ目の前に存＜車両インテリアデザイン検証ツールとして＞在するかのように車両全体と内装全体の CG が立体的に①質感表現を極めて高いレベルで実現する確認出来ると言う，今までに無い感動が得られた．この②触った感触と視覚情報が一致するよう，実態とバー違いはビデオシースルー方式により，背景である現実空チャルの厳密な位置あわせを行うこと間と CG の前後関係が明確に表現され，現実空間の経験的＜周囲のインフラ環境を踏まえた検証ツールとして＞な感覚も手伝って実在感を強めているという，キヤノン③実際の走行風景を表現することで緊張感を演出する

MR の特長によるところが大きいと思われる ( 図 1)．

④走行風景に合わせた情報表示を，現段階では試作品でも不可能な表示を行う⑤操作に対しインタラクティブに反応すること

光学シースルーと言ったものである．
実写映像

これらの条件に対し，キヤノンから得られた回答は，下記システム構成である ( 図 2, 3)．
観察��現実空間

表示画面

光の加算
操作系
シミュレータビデオシースルー
ビデオ
カメラ

仮想表示画面
変更イベント

実写映像

主観視点
画像生成
プログラム

合成
現実空間

��

図1

観察
表示画面

仮想空間
操作 GUI
仮想物体
属性更新

仮想物体
属性参照

仮想空間
サーバ

仮想物体
属性参照

俯瞰視点
画像生成
プログラム

センサ位置情報

映像の合成

ヘッドトラッカ

従来 VR と MR の違いイメージ

図2

ブロックダイヤグラム

02

仮想空間管理02 HMIシミュレータ

我々はこの体験を踏まえ，CG と現実 ( 実物 ) が共存する MR に二つの観点からの可能性に期待した．
一つはデザイナーとしての観点である．実態感の無ヘッドトラッキング
Onyx2

い CG や従来型の VR(3 次元立体映像 ) は周囲の風景やHUB

DeskSide

自分の姿が見えず，たとえ光学シースルー型の HMD をCCD装着して周囲が見えたとしても，光学的に加算された映

Onyx2
DualRackPC
HMIシミュレータ
主観視点
助手席視点
(ユーザ近影用/位置半固定)像で実態感が伴わない．そのため体験者が仮想現実の世界にしらけてしまう ( 仮想空間と割り切ってしまう )，とビデオシースルー HMD

言った問題があるのだが，MR なら解決出来るのではと，CCDその可能性に期待した．

LCD

図327

Canon ＶＨ－２００２

ハードウエア構成図

操作デバイス

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我々の要望に対し，①の質感表現は HMD のスペック

インパネ部分は，3D データを作成し，表面テクスチャ(VGA，視野角 51 度 ) と言う制約はあるものの，ハードを Alias-Wavefront 社の Maya を使って設定．インタラク

ウエアレンダリングの質感表現に強いハード構成で対ティブな表現を行う表示部分は，操作に応じたムービデー応いただいた．②に関しては，CG の表示位置を現実空タを準備した．ここでは，被験者が CG であることを出間の中で正確に調整すると言う地道な作業で驚くほど正来るだけ意識しないよう，環境マッピングや木目・金属確に ( ほぼ寸分たがわず ) バーチャルとリアルの物理的調といった表面処理に凝った．特にデバイスやステアリ位置の一致を実現できた．③は被験者前方に走行風景をングと言った直接被験者が触る部分は，入念に位置あわ映し出すスクリーンを設け，仮の走行状態を表現したせを行ってもらったこともあり，被験者が体験後に CG環境で対応した．本来であれば実際に走行する自動車にであったことに気づかなかったこともしばしばあった．

MR システム自体を搭載し，現実の走行風景を利用して下に示すように，被験者は HMD を装着し，着座する ( 図 5)．

MR(VR) が得意とする④の実働品の製作が困難なものを表現することがより理想に近いと思われるが，残念ながら巨大な Onyx2 を搭載できる乗用車は存在しない．そのため設備の設置による対応を選択せざるを得なかった．また，⑤に関しては PC 版 HMI シミュレータで得られた操作情報を Onyx2 に渡し，CG オブジェクトへのムービテクスチャー貼り付けと言う手法で実現した．
6．製作した MR 空間
以上の要望と対応策を元にデンソーとキヤノンで製作した検証システムを紹介する．
具体的には，車室内のナビゲーションをはじめとする

図5

MR 表現なしの状態

図6

MR 表現状態

第 3 者にはこの姿が見える

情報機器の操作性の検証，およびフロントウインドウ全体に立体表示を出すことで，前方風景に情報を立体的に重ね合わせ，危険や車両の状態をドライバーに知らせる表示システムというもので，現段階では試作品の製作も困難なシステムであり，そのコンテンツ検証を行うためのツールである ( 図 4)．

簡単に表面処理を変更できるインテリアデザインCG

操作デバイスからの入力により表示内容を変更するコンテンツ

被験者にはこれらインパネが見える＊口絵にカラー版掲載

CGを重ね合わせるベースとなる骨格モック

操作を伴う部分に完全に重ね合わせるCG

図4

被験者に操作方法を知らせるアノテーション

MR インパネを構成する CG パーツ

まずは被験者が着座し，インパネを表現するためのベースとなる骨格 ( 骨格モック ) を製作し，そこにシート，ステアリング，操作デバイスを装着した．

図728

被験者が見ている前方風景と，インパネ・表示

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被験者には HMD を通して，車室内のインパネや各け取り，オートマチックに表示できるインタフェースの種表示，スクリーンに映し出された前方走行風景映像に開発，MR 上で HMD を装着した被験者が直感的にオブ重畳した表示等が見える ( 図 6, 7)．
センターコンソール付

ジェクトを操作・編集することが出来るよう，TV ゲー

近の操作デバイスに手を伸ばすと，あたかも CG を直接ムのコントローラを活用した表示コントローラの開発・触れているかのような感覚で円形のダイヤルを操作する改良を進めつつ，実業務に役立てている．また，MR シことが出来る．

ステム自体がよりコンパクトになってきたことから，検ここで興味を引くのが，CG のような仮想物体のみで証ツールを企画した当初の構想にもあった，MR システあれば，それが実空間のどのあたりにあるのか，およそムの車載化も検討している．

は見当がつくものの，正確な位置感覚は得にくい．しか8．おわりにし，ここに実物体を触知しながら仮想物体を目視すると，

VR 技術は，我々プロダクトの世界を大きく進歩させ驚くほど正確に空間中の位置を認識することが出来る．
筆者の憶測に過ぎないかもしれないが，視覚のみならずるキーテクノロジーであると確信している．

関節覚といった触覚の助けで，より精緻な位置に関する反面，デザインのような「情感」に訴える領域では，確信を得るためではないかと思う．

ちょっとしたクオリティーの違いや期待との差異が体験

この検証ツールにより，実物に触りながらインタラク者をしらけさせることとなり，この条件を完全に満たすティブな操作を行い，実際の走行風景の中で表示・操作

VR システムは今のところ存在しないと思う．しかし，系がドライバーに働きかける効果を体感できた．特にフ我々ユーザーサイドとしては，既存のアプリケーションロントウインドウに表示する方式の有効性に確証を得るに全ての機能・性能を求めるだけではなく，現状のものことが出来た．

で如何に業務に活用し，課題・問題を研究機関／ VR 関連商品メーカに訴えつづけていくかが肝要であり，使う

7．現在の取り組みと今後側に仮想世界活用のためのリテラシーを有することが，これまでの MR インパネは，キヤノンの協力のもと，VR の発展，延いては製造業の更なる発展につながると車室内 HMI デザイン開発ツールが作成可能かどうかを考えている．

確認するため，実施した事例である．
現在，デンソーでは Linux 版 MR アプリケーション用

謝辞

SDK である「MR Platform」を導入し，通常業務の中で当検証ツール製作にあたり，大島氏をはじめとする，出来るだけデスクサイドで HMI デザイン開発に役立つ

キヤノン株式会社

検証システム・アプリケーションを開発している．HMI

発センターの皆様方には，VR・MR のシステム面，運用に限らず，デザインを行う上で大切なことは，イメージ面で多大なるご協力，アドバイスを頂きましたことを深を素早く具現化し自ら目視・体感することでアイデアのく感謝いたします．

先端技術研究本部

知覚システム開ブラッシュアップをスパイラル状に高めていくことである．したがって，デザインの初期段階においては大掛か【略歴】

りな実験装置や面倒な手続きは，たとえその品質や結果清原博文（KIYOHARA Hirofumi）がすばらしいものであっても障壁となることが多い．そ株式会社デンソーのため，CG ツールが発展した現在でも，ペンとスケッ

1987 年九州芸術工科大学芸術工学部工業設計学科卒業．

チブックを片手に手描きでスケッチすることが良いアイ

株式会社デンソー入社．メータデザイン，産業用機器デデアを出すために必要とされている．MR についても，ザイン，メディアグラフィックデザイン実施．現在，商やはりそのクオリティーや機能と同等に手軽さを求めて品デザイン NAVI をはじめとする弊社 ITS 事業領域商品

おり，その部分について PC 版の MR システムを手元にのインタラクションデザイン，グラフィックデザイン，おいて，実業務の中で活用することに我々は価値を見出

プロダクトデザイン，デザインワークソリューション，している．

MR 等新技術を活用したデザイン作業効率化，ワークフ

今のところ，キヤノンと共同で実施した検証ツールほロー改善に従事．

どの精度やクオリティーは望むべくも無いが，日ごろ使用している CAD・CG システムからのデータを簡単に受

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技術管理部デザイン室

主任部員