立体視空間における情報重畳に関する評価実験
An Experimental Study of Information Overlay in Stereoscopic Space
小助川真二*1
Shinji Kosukegawa

蒔苗耕司
Koji Makanae

宮城大学事業構想学部デザイン情報学科
School of Project Design, Miyagi UniversityABSTRACT
The application of the stereoscopic technology has the possibility that the volume of information expressible in the limited areaon the computer display can be enhanced. In this study, the experiment concerning the recognition of information superimposedby using 3D display was conducted. The information overlay method is effective to enhancing the amount of the information
expression in the limited display area though there was an individual variation from the experiment. Moreover, it become clearthat the combination of the color, the layer interval, and the depth, etc. influence in recognition. It will be necessary to develop
the information expression technique by the stereoscopic vision based on these findings in the future.

Keywords: 立体視，3D ディスプレイ，情報重畳，焦点調節，情報量

１．はじめに

２．従来の研究近年は 3D ディスプレイの技術が急速に発達し，これまでも、立体視の研究は数多く行われてい特殊な機器を装着することなく容易に立体視が可る．その多くは人間の視覚や知覚に関する研究で能な環境が整いつつある．立体視技術の適用は，2ある．例えば，繁桝・佐藤ら 1) は，両眼立体視に次元であるディスプレイに新たな次元を与えるこ

よる物体内の奥行き構造知覚と物体間の奥行き差とで，表現可能な情報量を拡張できる可能性を有知覚の違いについての研究を行なっており，物体している．一方，これまでの立体視に関する研究

内の奥行き構造を多少犠牲にしてでも，物体間のは，その多くは人間の生態的な処理に関する研究

位置関係を正確に把握するという両眼立体視の特が主となっており，認識できる情報量や奥行き情性を明らかにしている．また，伊藤・佐藤ら 2) は報を活用した情報量の拡張手法に関する研究はほ両眼立体視における輝度情報処理メカニズムと色とんど行われていない．

情報処理メカニズムの関わり合いについて検討しそこで本研究では，3D ディスプレイを用いて，た研究を行なっている．この研究では，両眼立体立体視空間において重畳表現した文字や図形等の視において，輝度情報と色情報が相補的に働いて情報の認識性に関する実験を行い，限られた表示いることを示唆している． これらの他にも多くの領域での情報量拡張の可能性について明らかにす研究があるが，その多くは両眼立体視の特性や人る．

間の生態的な処理についての研究であり，認識で蒔苗耕司 < makanae@myu.ac.jp>
宮城大学事業構想学部デザイン情報学科〒981-3298 宮城県黒川郡大和町学苑 1
Phone 022-377-8368 Fax 022-377-8368*1 現在，富士フイルムソフトウエア株式会社

きる情報量やその拡張という観点からの研究はほとんど行われていない．
そこで本研究では，立体視を用いることで奥行き情報の認識とその拡張が可能であるかについて，また拡張する際に情報の種類によって与えられる情報重畳

立体視空間

レイヤー影響について比較実験により明らかにする．

３．情報重畳手法(a)平面 上では 認識できない

本研究では，文字や図形，色等の様々な情報をもった画像を奥行き方向に重畳することによって立体視空間
情報重畳
レイヤー情報を表現する．奥行きに設置された画像をレイ(b)立 体視 によって奥行きを操作 すれば認 識ができる
レイヤー
立体視空間
情報重畳

ヤーと呼ぶ．レイヤーは透明フィルムシート状のものとし，背後のレイヤーの情報が読み取れるもFig.1 Image overlay methodのとする．Fig.1 に情報を重畳する手法を示す．図る．また，適・不適な色の組合せが明確となれば，は異なる情報をもった 3 枚の画像の例である．そ情報をより認識しやすく重畳させるための必要条

れらの情報を重ね合わせると，平面上で表現した件が明らかとなる．

場合は完全に重なりあってしまい認識ができない

実験では，文字と色の情報を持った 2 枚の画像が（Fig.1(a)），立体視によって奥行きを活用すれが異なる奥行きで表示され，5 秒毎にランダムで画ば，画面をスクロールすることなく，人間の奥行像の文字と色が変化するものとした．画像は色とき方向での焦点調節のみで情報を認識することが文字の情報だけを単純明快に持たせるために，1可能となる（Fig.1(b)）．

から 9 の数字，もしくは，S・D・R のアルファベ

４．実験
4.1 実験用システムの概要

ットの計 12 種類を記したカードとする．また，RGB の 3bit（8 色）から画面の背景色である白を除いた 7 色（赤・緑・青・黄・マゼンタ・シアン・実験は，重畳表現された図形や文字等の様々な黒）を用いる．ランダムに表示される色の組合せ情報を，立体視により読み取ることが可能であるは全部で 49 パターンである．被験者は，これらのか否かにより行う．実験用システムには，被験者提示した立体画像から，奥のカードの文字の色をが特殊な機器を装着することなく，容易に立体視回答してもらうとともに，それが見やすいか見に可能な環境を提供することが望ましいことから，くいかについて回答する．

本研究では 3 次元ディスプレイ搭載のノートパソ(2)実験結果と考察

コン Sharp RC-RD1-3D（解像度は 1024×768 ピクセ

実験の結果，半数以上の被験者が見にくいと回ル）を用いた．立体画像を提供するソフトウェア

答した組み合わせは，手前→奥の順で，緑→緑，は，Microsoft VisualBasic6.0 及び OpenGL を用い青→緑，シアン→緑，青→青，全色→黄，マゼンて開発した．画像情報は文字や図，色の情報をもタ→マゼンタ，緑→シアン，青→シアン，シアンった画像ファイルとし，データ画像を重畳した際→シアンの場合であり，前後のレイヤーが同色でに，背景の情報を透過して表現可能とするためア描画されている場合に認識しにくいと回答が得ら

ルファマッピングを用いる．

れている．また特に見にくいと回答している組み

4.2 色に関する実験(1)実験方法
画像を重畳して表現した際に，色が奥行き情報の認識に影響を与えるかを実験により明らかにす

合わせは赤→黄のとき，黄→黄のときである．また青と緑の組み合わせ等では，手前と奥が逆になることにより見やすさは異なる結果を示している．
これらの実験結果から，色の組み合わせが重畳したレイヤー情報の認識に大きな影響を与えており，

Fig. 2 Image sample
情報重畳の際の色の組み合わせに注意が必要であることを示している．
4.3 重畳した情報の認識性に関する実験(1)実験方法
異なる情報量を有する複数の重畳したレイヤーが認識可能であるか否かに関する実験を行う．さらに，レイヤー間の間隔やその設置位置が画像の認識しやすさに影響を及ぼしていると考えられることから,これを検証するための実験を行なった．
実験画像をその情報量に応じて，S(トランプ)・

Fig.3 A sample image of information overlay

M（100～150 字のテキスト情報）・L（150～250

次の全てがＬ画像（L.L.L）の組み合わせの認識実字のテキスト情報）と定義する．Fig.2 に，実験に験に進んでいる．それに対して Fig.4(b)では，全用いる画像の例を示す．これらの画像 3～4 枚の画てが M 画像（M.M.M.M）の場合には， 8 名のみ像を重畳して表示し，被験者に認識の可否を回答が認識可能であり，この 6 名のみが次の実験してもらう．さらに画像の間隔や奥行き位置を可（L.L.L.L）の組み合わせに進んでおり．同じ情報変とし，被験者が認識しやすいとした間隔・位置量のレイヤーであってもその重畳枚数が 3 枚のとを計測する．実験画像の例を Fig.3 に示す．被験きと比較して，半数以上の被験者でレイヤー4 枚の者は 15 名である．

認識が不能となっている．また，4 枚の重畳では全(2)実験結果と考察く認識不可能であった被験者が存在するとともに，Fig.4(a)にレイヤー3 枚の場合，Fig.4(b)にレイ全てが L 画像の組み合わせを認識できた被験者が，ヤー4 枚の場合の実験結果を示す．図中の数字はそ

3 枚のときの 9 名に対して 4 枚のときは 3 名のみれぞれの組み合わせで認識可能であった人数を示となっている．最終的に認識可能な限界を示すレしている．なお実験は，被験者の負担を減らすたイヤーの組み合わせの人数について比較した場合

め，情報量の多いレイヤーの組み合わせパターンには，レイヤー3 枚では（L.L.L）の組み合わせにで認識可能であれば，それよりも情報量の少ない人数が集中しているのに対し，レイヤー4 枚では特組み合わせでは認識可能であるとみなし，実験を定の組み合わせに集中している傾向は見られなか打ち切っている．

った．これらのことから，レイヤーが 3 枚であれFig.4(a)では，全てが M 画像（M.M.M）である

ば，ほとんどの人が最大情報量である L 画像 3 枚

場合において，被験者の 13 名が認識可能であり，分の情報を認識可能であるが，レイヤーが 4 枚分

S.S.S
M.S.S

M.M.S

M.M.M

15
15

15

15

レイヤー3枚認識不可能
S.S.S

L.S.S

L.L.S

S.S.S.S15

レイヤー4枚認識不可能

M.S.S.S

14

S.S.S.S

2

L.S.S

0

M.M.S.S

12

L.S.S.S

1

M.S.S

00

L.L.S

1L.M.S

1213L.L.L

9L.L.M

4L.L.M

22

認識可能
認識不可能

0L.L.LL.M.M

0L.M.M

2M.M.M

0M.M.M.S

L.M.S

1M.M.S

0M.M.M.M

L.L.L.L

11

L.L.S.S

8

L.L.L.S

61L.S.S.S

1M.S.S.S

0

L.L.S.S

3

L.M.S.S

03

L.L.L.S

1L.L.M.S

12L.L.L.L

3

L.L.L.M

3

L.L.L.M

1

L.L.M.M

2

L.L.M.M

1

L.M.M.M

1

L.M.M.M

0

認識可能
認識不可能

L.M.S.S

0M.M.S.S

0L.L.M.S

0L.M.M.S

1L.M.M.S

1M.M.M.S

0M.M.M.M 1(a)レイヤー３枚の場合(b) レイヤー４枚の場合Fig.4 An analysis of recognition of overlaid informationとなると情報の認識は非常に難しいと言える．

Table 1 A questionnaire evaluation ofstereoscopic viewing

次に被験者が認識しやすいと設定したレイヤー

評価の間隔と奥行き位置に関する実験結果については,

54321
平均

レイヤーが 3 枚と 4 枚の場合で奥行き位置については大きな差は見られなかった．一方，レイヤー
間隔についてはレイヤー3 枚の場合より 4 枚の場

レイヤー３枚の場合 (人)651123.80

立体視の方がよりはっきり合ほど間隔が小さくなり，また標準偏差の値も小さくなる（例えばレイヤー3 枚 S.S.S の重畳の場合
で平均間隔 1.80（σ=0.56），レイヤー4 枚 S.S.S.S

レイヤー４枚の場合 (人)473013.87

平面と認識は変わらない

平面で見る方がよりはっきり情報が認識できる

５・情報が認識できる

４・

３・

２・

１

５．まとめの重畳場合で平均間隔 1.42（σ=0.45））．このこと

これらの各実験の内容から，立体視空間で情報は，認識のための立体視空間はある奥行きの範囲

重畳は，限られたディスプレイ領域での情報表現に限定され，情報量が多くなる場合においては，量の拡張に対して有効であると言える．すなわち，レイヤー間の間隔を狭めて対応しようとすること人間の焦点調節機能を有効に用いることにより，を示していると考えられる．

画面のスクロール等の方法によらず，多くの情報(3)立体視の導入効果に関するアンケート評価が提供可能であることを示している．また，立体それぞれの被験者がこの実験で認識限界とした視空間で情報重畳においては，色の組合せ，レイレイヤーパターンについて，平面ディスプレイ上ヤー間隔，そして奥行き設置位置等が影響を与えで立体視を用いずに認識を行なってもらい，5 段階ていることやその認識における個人差が生じていのアンケート調査による比較実験を行なった．そることが明らかとなった．今後は，これらの知見の結果を Table.1 に示す．多くの被験者がレイヤを基に，立体視空間で実用可能な情報表現手法にーの枚数に関わらず立体視を用いた場合の方が認ついて考えていく必要がある．

識できると答えており，多くの被験者にとって重参考文献畳した情報の認識に立体視の適用は有効であった

1) 繁桝博昭，佐藤隆夫 ：両眼立体視による物体と言える．その一方で，極めて評価の低い被験者

内の奥行き構造知覚と物体間の奥行き差知覚も 1～3 名程度含まれており，3 次元ディスプレイの相違，ヒューマンインターフェース学会研究を用いた場合でも立体認識に個人差が生じること

報告集 2003, Vol.5, 99-102, 2003.

を示唆している．

2) 伊藤暢章，佐藤隆夫 ：色と両眼立体視，ヒューマンインターフェース学会研究報告集 2000,
Vol. 2, 43-47, 2000.