プロジェクト報告書 Project Report

提出日 (Date) 2018/01/19

豊かな文化的体験のためのミュージアム IT〜触発しあうモノとヒト〜
Museum IT for rich cultural experiences 〜tools that inspire us about nature and heritages〜
1015126 沼崎航 Wataru Numazaki
1 背景
北海道には歴史的遺産や魅力的な自然景観が数多く存在する。しかし、これらの多くは人々にあまり関心が持ドローンで動画を撮影するためにドローンの操縦練習を行った。これと並行してドローン飛行に関するルールを調査し、後の自然景観の撮影の際に許可申請がスムーズに行えるようにした。

たれていないのが現状である。そこで IT を用いることで、これらの魅力を人々に知ってもらうことができるのではないかと考えた。本プロジェクトの目的は北海道の自然景観や歴史的遺産の魅力を知ってもらい、能動的に体験してもらうきっかけとなるコンテンツの作成である
目標達成のため、自然景観の魅力に着目した「ドローン図1グループ」、歴史的遺産に着目した「縄文文化グループ」

キャンパス内でのドローン操縦練習に分かれて活動を行った。

3.1.2

2 課題の設定と到達目標
2.1 ドローングループの課題設定と到達目標

立体映像の試作ドローンの操縦技術と飛行に関するルールを習得した
後、ドローンで撮影した映像を使用した立体映像を試作

ドローングループは北海道の自然景観を普段とは異なすることを前期の活動における目標とした。立体映像のる視点から鑑賞することで、人々の興味関心を効果的に作成にあたって、臨場感のある動画を作成するため、立刺激することができると考え、これを達成することので体視について調査した。調査の結果、人間は両眼視差にきるコンテンツの作成を目標とした。そこで、視点選択よって立体を認識しているということが分かった。まの自由度が高いドローンを用いて自然景観を撮影するこた、人間はある対象を見る際に、対象の像が網膜の中央とにした。さらに、人々の興味関心をより引き出すために映るように眼球を回転させる輻輳という機能を用いてには臨場感が必要だと考え、両眼視差による立体視を用奥行き感を認知しているということが分かった。この両いることでこれを表現することを目標とした。

眼視差と輻輳の仕組みを利用して立体映像を試作 (阿久2.2 縄文文化グループの課題設定と到達目標

津, 2006),(大西・川村・松井・芦崎, 1996) した。立体映

縄文文化グループは歴史的遺産の中でもとりわけ縄文像を試作する際、撮影対象を未来大学の校舎とした。そ

文化の遺産に着目し、あまり知られていない縄文文化のして撮影された動画をヘッドマウントディスプレイを用モノから推測できるコトの魅力を人々に伝えることを目いて見ることができるように編集した。

標とした。そこで、アプリケーションを開発し、多くの立体映像を試作した結果、いくつかの課題が発生し人に縄文文化の魅力に触れてもらうきっかけを提供するた。1 つは動画の視点位置のズレである。立体映像用にことで目標の達成を目指した。

撮影した視差用の２つの動画は、ドローンを同時に飛行

3 課題解決のプロセスとその結果させて撮影したものではないため、視点位置にズレが生じてしまった。これはドローンを自動飛行させることで3.1 ドローングループの課題解決プロセスとその成果
3.1.1 ドローンによる景観撮影についての調査解決できるのではないかと考えた。また、試作した立体映像は固定された視点のみの動画であるため、広い視野で景色を見ることができなかった。これは動画をパノラマ化させることで解決できると考えた。

図2

ドローンで撮影し、試作した立体映像

図4

3.1.3 自然景観の撮影

動画のパノラマ化

後期の活動では、実際に北海道の自然景観を撮影した。撮影対象は立待岬、大沼国定公園、松前公園の 3 箇所を候補地とし、許可申請などを行った。天候などの関係で実際に撮影を行ったのは立待岬と大沼国定公園の 2箇所であった。前期の活動で課題となっていた撮影した動画の視点位置のズレを解消するためにドローンを自動飛行させた。飛行経路は Google マップを用いて緯度、経度を測定して作成した。

表示領域の変更
完成したパノラマ動画はそのまま再生するとパノラマ動画全体がディスプレイに縮小されて表示されるため、景色がとても小さく見えてしまう。そこで、動画の一部分を選択して原解像度で表示できるプログラムを作成した。結果、ユーザーがマウス操作によって動画の表示領域を自由に変更することができるようになった。
音の挿入
ドローンで撮影した動画には音がなく、臨場感に欠ける部分があると考えたため、動画に風の音を挿入することで臨場感を表現しようと考えた。ドローンの飛行速度に合わせて音に強弱をつけるなどの工夫をすることで臨場感が増すよう工夫をした。

図3

立待岬のドローン飛行経路

3.1.5

成果

ドローングループが挙げた成果は北海道の自然景観を普段とは異なる視点から撮影し、これをユーザーに効果3.1.4 動画編集的に提示する動画の作成である。両眼視差を用いた立体広い視野で景色を見ることができる動画を作成す

視、異なる視野の動画を合成することによる動画のパノるために、OpenCV を用いて動画編集をすることとラマ化、動画に合わせた音の挿入などを実装することし、メンバー全員が環境設定を行った。開発環境は最で、ユーザーが動画を見たときに臨場感を感じることのも OpenCV の使用頻度が高く、参考になる文献 (高橋,できる動画の作成することができた。これらの機能によ2017) や事例が多かった visual studio 2015 commu-

り、成果物の動画を見たユーザーは北海道の自然景観にnity、開発言語は C++ とした。その後実際に OpenCV対して新たな発見や興味関心が持てるということ示すこを用いて動画のパノラマ化や明るさ補正、表示領域の変とができた。

更などのプログラムを作成した。

3.2

パノラマ化

3.2.1

縄文文化グループの課題解決プロセスとその成果
市立函館博物館の見学

動 画 の パ ノ ラ マ 化 に は OpenCV の ク ラ ス で あ る

縄文文化について知るために市立函館博物館を見学しstitcher クラスを利用した。stitcher クラスを用いてた。そこで学芸員の方に発掘品を交えた縄文文化につい動画の特徴点を検出し、マッチングを行う (永田・豊沢,ての説明を受けた。そして縄文文化の発掘品からは「縄2017) ことで動画の重なる部分を合成し、パノラマ動画

文土器の縁の部分の厚さから、土器の制作者は女性であを作成することができた。

ると推測できる」などの普通に見学するだけでは知り得ないような話を聞くことができた。

きっかけもなく行動を起こすのは難しい。そこで我々

3.2.2 縄文時代の生活体験

は、IT を用いる事で、実際の体験に到るまでのきっかけ

博物館を見学したことで縄文文化について興味をを作り出せないかと考えた。そして、話し合いの結果、持ったため、文献調査 (北海道博物館協会学芸職員部会,縄文文化に関するスマホ向けアプリケーションを製作

2016) や縄文時代の生活を体験した。

することとなった。理由は、現代の人々にとってスマー

縄文クッキー

トフォンが最も身近な道具の一つである為、縄文文化を縄文クッキーとは縄文時代に食べられていたと思われ知るきっかけになりやすいと考えたからである。アプリ

る料理である (山口, 2002)。我々は、山芋、どんぐり粉

ケーションのメインコンテンツは、縄文土器とした。縄などを混ぜて焼くことでこれを再現した。結果、美味し文土器ならば、一般の人々もイメージしやすく、抵抗なくはないが、何とか食べられるものができた。味、食感

くアプリを利用してもらえるのではないかと考えた。まなどを実際に体験することで縄文時代の人々の気持ちをた、未来大学が所持する博物館の土器の 3D データを想像することができた。

利用出来るということも理由の一つである。詳しい内容

釣り針製作

については、メンバーのアイデアを採用し、土器製作を市立函館博物館で行われた縄文時代に使われていた釣り針製作と釣り体験に参加した。釣り針は鹿の角を削って製作した。ある程度形が整えられた状態から作ったにも関わらず製作には 4 時間もかかった。この釣り針を使用して実際に釣りをした結果、問題なく魚を釣り上げることができた。このことから、当時の釣りは手間はかかるが、非常に高い技術だったということがわかった。

行うアプリケーションを開発することとなった。アプリ
ケーションの名称は「どきフレ」とした。開発は、3Dゲーム開発環境の Unity を利用した (吉谷, 2015)。また、土器の 3D データの編集には Blender というソフトを利用した。以下に、開発したアプリケーション「どきフレ」の動作を画面遷移に基づいて説明する。
ホーム画面
画面下部に 3 つのボタン「知識」、「作製」、「作品」が表示される。「知識」ボタンを押すと知識画面 (土器の種類) に、「作製」ボタンを押すと形状選択画面に、「作品」ボタンを押すとコレクション画面に遷移する。
知識画面
ユーザーが縄文土器の種類や形状的特徴、模様につい

図5

鹿の角で製作した釣り針ての知識を得るための画面である。種類や形状的特徴の画面では、画面中央に土器の 3D データが表示されてお生活から感じた縄文文化の魅力
縄文文化の生活体験から我々が感じた縄文文化の魅力とは、「不思議なことやわからないことを推測する」ことである。縄文文化は文字を持たない文化であったた
め、当時の様子が記録として残っていない。その為、当時の様子は遺跡などから発見された物から推測するしかない。わからない事が多いという事は、想像する余地が多く残されているという事でもあり、それがまさに縄文文化の大きな魅力の一つであると我々は考えた。

3.2.3 土器製作アプリケーションの開発
我々は、実際に縄文文化を体験することで、それまで気が付くことのなかった縄文文化の魅力を知ることが出来た為、この魅力をたくさんの人に体験してほしいと考えた。しかし、元々興味を持っている人でない限り、り、画面下部には土器のリストが表示される。リスト内で詳細を選択することで土器についての説明が表示される。模様についての画面では土器の 3D データと模様に関するテキストが表示される。
形状選択画面
作成する土器の形状を選択する画面である。画面左部のボタンによって形状を選択することができる。形状を選択すると土器の 3D データが表示される。
模様付け画面形状選択画面で選択した土器に模様付けを行う画面である。画面左部にボタンが縦並びで表示されており、それぞれのボタンを押すことで土器に付ける模様を切り替える。模様を選択した後、土器の 3D データに触れる

と、触れた部分に模様を付けることができる。

使用したことによって、土器の立体感、細かな縫い目、野焼き画面

質感をアプリ内からでも伝えることができる点である。

土器に焼き色を付けていく画面である。画面中央部に構造を見ながら模様をつけることで理解が深まり、土は模様付けを行った土器とそれを焼いていることを表現

器はどのような構造をしているのか理解することがでするためのオブジェクトが表示される。この画面に留まきた。2 つ目は、実際に自分で形状を選択し、模様をつり続けた時間数に伴って、土器の色が変化していく。

けることで愛着が湧き、他の縄文土器の種類、模様も見完成画面たいといった興味を持つことができる点である。3 つ目

土器作製のすべての工程を終えたことをユーザに知らは、作成した土器の形状、模様の意味から使い道を推測せる画面である。画面中央部には野焼き画面で焼き色をすることで、人それぞれで使い道を推測できる効果が見付けた土器の 3D データが表示される。

込まれる。これらの効果から我々は縄文文化をよく知ら土器の詳細入力画面

ない、興味がなかった人でも魅力を知り、興味、関心を作成した土器の詳細を入力する画面である。完成した
土器の 3D オブジェクトが表示されており、ユーザーが持つことができるアプリケーションを開発することができたと考えられる。

土器の名前と使い道を入力することができる。

4 まとめ

コレクション画面
作製した土器を検索して、鑑賞する画面である。画面

本プロジェクトは活動を通して北海道の自然景観や歴中央部には上から土器の名前を表示する領域、土器の史的遺産の魅力を能動的に体験するきっかけとなるコン

3D オブジェクトを表示する領域、土器の使い道を表示

テンツの開発をすることができた。ドローングループはする領域がある。画面下部の右側には作製した土器の名

北海道の自然景観を普段とは異なる視点から見ることで前を入力する領域と「検索」ボタンがあり、作製した土自然景観の魅力を知ることのできる動画の作成、縄文文器名を入力することで今まで作成した土器を鑑賞するこ化グループは縄文文化のことを推測できる魅力を伝えるとができる。

土器製作アプリケーションの開発を行った。今後はこれらの成果物をより多くの人に体験してもらうために、アプリケーションのリリースを行うことなどが望まれる。

参考文献[1] 阿久津剛. 輻輳矛盾を解決する立体表示法の研究.
筑波大学大学院博士課程システム情報工学研究科修士論文, 2006.

[2] 大西志保, 川村彰, 松井健. 虚像制御式 HMD における奥行き知覚. 25 巻 1 号, 8-9. 工学, 1996.

[3] 高橋麻奈. やさしい C++ 第 5 版. 株式会社シナノ, 2017.

[4] 永田雅人, 豊沢聡. 実践 OpenCV3 for C++ 画像
映像情報処理. シナノ書籍印刷株式会社, 2017.
図6

アプリケーション画面[5] 北海道博物館協会学芸職員部会. 北の学芸員のとっておきの＜お宝ばなし＞. 寿都社, 2016.

3.2.4 成果
縄文文化グループが挙げた成果は土器作成を通して縄文文化の魅力を提供することができるアプリケーション、どきフレの開発である。結果として、3 つの使用効果が見込まれる。1 つ目は実際に撮影した 3D モデルを

[6] 山口昌美. 考古学の残存脂肪酸の分析と食の問題(後編). 296 巻, 44-50, 2002.
[7] 吉谷幹人. Unity5 3D/2D ゲーム開発 入門実践. ソシム株式会社, 2015.