情報処理学会 インタラクション 2020
IPSJ Interaction 2020

1B-58
2020/3/9

VR 体操：VR 仮想身体への一体感を得るための準備動作儀式の検討
下谷航希†1渡邊恵太 †1

概要：VR 空間において，実世界の身体と仮想身体の姿が，必ずしも一致しているとは限らない．そのため，実世界の身体を操作するように仮想身体を扱うと，仮想身体の動きに対して不一致を感じる．そこで，仮想身体の動きに慣れ，仮想身体を適切に扱う準備を行う必要がある．本研究では適切な仮想身体の知覚を獲得するための汎用的な準備運動として，VR 体操を提案する．VR 体操は HMD 内のインストラクタの指示のもと，BGM に合わせて身体を動かす体操である．

1. はじめにVR 空間では，様々な仮想世界を見渡すだけでなく，自身の身体も仮想化し，VR 空間を体験することが可能である．
この仮想身体は，人型のみならず動物型や未知の生物の姿に変化する．これまでに，HMD を装着しコウモリやトラ，蜘蛛になりきる研究[1]や，ロボットや兵器に憑依する一人称シューティングゲーム[2]が存在する．しかし，これらの仮想身体は実世界の身体とは異なる姿をしているため，まずは仮想身体の扱いに慣れる必要がある．
慣れという点で，スポーツやビデオゲームでは準備運動を行う事がある．スポーツでは準備運動を行い，筋肉を解し身体のパフォーマンスを高めたり，怪我を予防したりす

図1

VR 体操を行っているユーザとインストラクタる．ビデオゲームにおいては，ゲーム内カメラの動きと指の動きを一致させるために，コントローラのスティックを左右に振る動作や銃の試し打ちなどを行うことがある．

2.1 VR 体操の特徴
一般的に体操は，筋肉の柔軟性向上を目的としている．

そこで本研究では，適切な仮想身体の知覚獲得のためのVR 体操では仮想身体における身体と知覚の関係性の把握基本動作「VR 体操」を提案する．VR 体操とは，VR 利用を目的している点が特徴である．そのため，動かすことと開始時に仮想身体に適した知覚システムを手に入れるため知覚することに注目した運動セットを行う（図 2）．の準備運動セット（儀式）である．この体操により，仮想2.2 体操の流れ身体の身体所有感や行為主体感を高めることを狙う．

VR 体操ではラジオ体操の音楽に合わせて次の 12 種類の運2. VR 体操
VR 体操とは，実世界の身体に適合した身体知覚を，仮想動を行う．それぞれ運動についての説明とこの運動の理由について述べる．
1）実世界の障害物を確認する運動

身体に適した知覚システムに変化させる運動である．ユー【動作】手を大きく動かして，周囲の物体にぶつからない

ザは HMD を装着し，音声と HMD 内のインストラクタのか確認を行う．
【目的】VR コンテンツを楽しむ前に部屋の動きに合わせて体操を行う（図 1）．今回の VR 体操には，中心に移動し，他の人にぶつからないかを確認することがHMD に Oculus Quest[3]，コントローラに 2 つの Oculus

あるため，最初にこの運動を導入することで安全に VR コ

Touch[4]，BGM にはラジオ体操第一[5]を使用する（図 3）．

ンテンツを楽しめるようにする．

ラジオ体操第一は，国内では広く知れ渡った体操であり，

2）腕の長さと C/D 比を確認する運動競技の前にすることも多く，今回の「VR 没入前の実施」と【動作】数字のついたボールが出現し，音声で指示されたいう点で共通性がありイメージしやすいため採用した．

数字のボールに触れる（図 4）．この動作を右手で 4 回，左†1 明治大学総合数理学部先端メディアサイエンス学科 Department ofFrontier Media Science, School of Interdisciplinary Mathematical Sciences, Meiji
University© 2020 Information Processing Society of Japan388

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図 2VR 体操

手で 4 回行う．
【目的】仮想身体によって身体の長さや大ききはトラッキングできる場合とできない場合がある．一般さが異なる場合がある．またコントローラのモーションに向けに販売している VR コントローラで脚の動きを細かく対して仮想身体の動きの速さが異なる場合（Control/Display

取るには，オプションで別途モーショントラッカを取り付比）がある．これらの感覚をつかむために行う．

ける場合がある．それがない場合は HMD の上下移動をトラ

3）手首の動きを同期する運動

ッキングし，それに基づき膝を補完的に曲げる．この動き【動作】右手で 4 回時計回りに手首を回し，4 回反時計回方を確認する．

りで手首を回す．同様の動作を左手でも行う．
【目的】Oculus

6）手の長さと厚みを把握する運動

Quest や VIVE などの HMD は手のトラッキング可能なコン【動作】両手の位置を肩幅程度に離し，指先の位置を確認

トローラがセットである．実世界の手が持つコントローラしながら，左右の手を徐々に近づける．両手の指同士が触の動きと，仮想身体の手の動きの関係を把握する．

れない限界まで近づけ，その後両手を肩幅程度まで離す．

4）肘の曲がり具合を把握する運動

これを 4 回行う．
【目的】手は比較的細かく動かせることが【動作】右腕を伸ばした状態から肘を内側に曲げる． この多いが，手の厚みが変わることで，把持する感覚が変化し，動作を右手で 4 回，左手で 4 回行う．
【目的】一般向けに販

うまく把持できないことが起こり得るため，これに慣れる．

売している VR コントローラの仮想身体のトラッキングポ

また，両手が接触するとコントローラが振動する．これにイントは手先になる．そのため腕の関節の動きは補完的により，手同士の衝突判定の感覚を体得する．

なることが多い．この際のトラッキング感や手や腕の曲が

7）身体が前にどのように曲がるかを把握する運動

り方を体得する．

【動作】姿勢を正した状態から両手を足先方向に向けて，5）膝の曲がり具合を把握する運動

できる限り伸ばす．その後姿勢を正した状態まで戻す．こ【動作】両膝に両手を置き，両膝を同時に曲げる．これをの一連の動作を 4 回行う．
【目的】どれくらい仮想身体が前4 回行う．
【目的】膝の動きを確認するために行う．膝の動に曲がるのかを確認する．また仮想身体が前屈状態になったときに上半身が下半身に対してどのような衝突判定になっているかや，そこからの背後方向への視界を確認する．
8）仮想身体の縁取りを把握する運動【動作】仮想身体の左半身の頭上に右手を置き，左半身の肩，指先，脇，腰，膝，足先，膝，股の順に身体をなぞる（図 5）．各部位への移動は 1 小節かけて行う．その後，右半身の頭上に左手を置き，右半身の部位を同様の順番でなぞる．
【目的】仮想身体の輪郭を意識し，環境と身体の境界を認識する．
9）首の動きを同期する運動【動作】首を時計回しでゆっくり 2 回回し，頭の動きの同期を把握する．その後反時計回しで 2 回首を回す．【目的】

図 3

VR 体操を行っている実世界の様子（肘の曲がり具合を把握する運動）© 2020 Information Processing Society of Japan

頭部のトラッキングの可動範囲や頭部回転時の視界を確認する．

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図 6
図 4

数字のついたボールに触れる運動

3 パターンの仮想身体：左から実世界の身体と同等のサイズ，両手が長いサイズ，実世界の身体より小さいサイズ

図 7

図 5

右手使用時の全身の輪郭をなぞる運動

壁を通り抜けるタスク

3. 考察・議論
3.1 仮想身体の種類

10）移動幅を測る運動【動作】体全体を右に 2 歩動かし，仮想世界での移動幅を把握する．その後 2 歩左に動き，元の位置に戻る．同様に左に 2 歩移動し，その後右に 2 歩戻る．
【目的】仮想身体がどのような歩行運動を行うのかを確認する．また移動スピードや歩幅を体得する．
11）腕の長さと C/D 比を確認する運動【動作】上記の“腕の長さと C/D 比を確認する運動”と同様の内容を行う．
【目的】絶対的な位置間隔で置かれたボールに対しての距離感を再度測ることで，実身体と仮想身体の適合度合を把握する．
12）手が届く高さを把握する運動

今回の試用では，実世界の身体と同等の形状とサイズの仮想身体と，両手が実世界の身体より長い仮想身体，全身が実世界の身体より小さい仮想身体の 3 パターンを用意した（図 6）．今回は人間の身体に基づく体操を設計したが，身体の形状が四脚の動物のような場合は異なる体操の設計が必要になる可能性がある．一方で，VR 体操のコンセプトとしては，できればどんな仮想身体形状であってもこの体操をすれば仮想身体の身体所有感やコントロール感を得られるようにしていきたい．その都度，仮想身体ごとに体操が異なると，それを行うための学習が個別に必要になってしまう．
3.2 評価手法の検討【動作】両手を頭上で組み，頭の位置からできるだけ高い

今回は VR 体操のコンセプトと動作や目的の紹介が中心で位置まで両腕を伸ばす．その後頭の位置まで両腕を戻す．

あるが，VR 体操の評価も検討していく．たとえば評価手法

これを 4 回行う．
【目的】高さ方向に対する手の長さや，地面などの奥行き勾配情報がないような空方向への身体感覚を確認する．

© 2020 Information Processing Society of Japanには，特定の姿勢を維持していると通り抜けることができる壁（図 7）が考えられる．この壁に空いた身体のポーズは数パターン存在し，壁に空いた穴のシルエットの姿勢を390

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2020/3/9行うことで，壁を通り抜けることができる．VR 体操の前と後に，この壁抜けタスクを課すことで，仮想身体知覚の取得度合いや一体感度合いを評価する．他にも身体全体を使参考文献

ったスポーツやゲームを用いてパフォーマンスを評価する[1]

ことを検討する．
3.3 VR と身体性

[2]

VR 空間において仮想身体を変形させることで，実際の身体では得られないような擬似的な体感，感触を提示する[3]

研究がある．
石原[6]らは，ユーザが両手で持ったポールを前後に引っ張り，腕が伸縮する映像を HMD に提示することで，ユー

[4]
[5]

ザに腕が伸びる感覚を与えている．また安楽[7]らは，脚が収縮する方向に負荷をかけることで，脚の伸縮感覚を生み[6]出している．これらの研究では，腕や脚といった特定の部位にしか身体感覚の変化ではあるものの，仮想身体を視覚的に特殊な変形をもたらすだけで，身体感覚は多様に変化[7]

Andrey Krekhov, Sebastian Cmentowski, Jens Krüger, “TheIllusion of Animal Body Ownership and Its Potential for Virtual
Reality Games”, 2019 IEEE Conference on Games
High Voltage Software, Inc., Damaged Core, https://www.ocul
us.com/experiences/rift/660396644063513/?locale=ja_JP（参照 2019-12-09）“Oculus Quest”, https://www.oculus.com/quest/?locale=ja_JP（参照 2019-12-13）“Oculus Touch”, https://www.oculus.com/rift/accessories/?locale=ja_JP（参照 2019-12-13）
かんぽ生命，ラジオ体操・みんなの体操，https://www.jp-life.
japanpost.jp/radio/index.html（参照 2019-12-09）
石原由貴，森光洋，室田ゆう，小鷹研理，HMD を介したポールを引っ張り合うことによる腕が伸縮する感覚の誘発（エンタテインメントコンピューティングシンポジウム 2017）
安楽大輝，森光洋，小鷹研理，Elastic Legs Illusion – 脚を長く伸ばす体操（インタラクション 2019）することがわかる．これら研究は意図的にその感覚変化を狙ったものであるが，こうした手法がたとえば繰り返しの運動によって慣れるものなのかは VR 体操を考察する上ではヒントになるだろう．
3.4 デファクトスタンダードな VR 体操は設計可能か
仮想身体や知覚システムによって体操の種類が同じでよ
いかは課題である．また，今回デバイスについては Oculus
Quest と左右 2 つの Oculus Touch コントローラを用いた．
そのため，脚や腰など全身のトラッキングは行っていない．
今後他の VR デバイスでも特性を調査し，デバイス非依存な汎用性の高い VR 体操の設計していく．
VR 体操では，スポーツの前にはラジオ体操で準備運動というような，身体と一体感を得るための汎用的なデファクトスタンダードとなるような運動を目指す．
3.5 BGM やインストラクション
今回の試用ではラジオ体操を使用しているが，リズムや長さが適切であるかどうかは課題である．体操中の楽しさやコンテンツ性，エンタテイメント性も考慮するのが望ましい．これにより運動セットの覚えやすさ，楽しさなどが変わり親しみやすさに影響する可能性がある．

4. おわりにVR 空間における仮想体験が広まっている．これにより，仮想身体に乗り移り仮想世界を体験することができる．しかし，この仮想身体は実世界の身体と異なる大きさや姿をしているため，仮想身体の動かし方に慣れる必要がある．
本研究では，VR 体操という仮想身体に適した知覚システムの取得方法を提案した．VR 体操とは，VR コンテンツによりよく没入するためのプロセスである．この体操は，すべての VR 空間上の動きに対して高い一体感を得ることができる，汎用的な体操である．引きつづき，全身トラッキングや最適な体操 BGM の作成などを検討していく．

© 2020 Information Processing Society of Japan391