画像ベースの仮想環境を用いた環境学習システム
安川直樹†
木庭小泉智史†† 大崎啓介† 吉村哲彦††

京都大学社会情報学専攻

1．はじめに智弘†

長谷川直人†

守屋和幸†

酒井阿部光敏†徹朗†††

科学技術振興事業団 CREST

ながら，仮想環境内にある樹木等の対象物を観察

環境問題の深刻化，複雑・多様化等を背景に，することにより自然体験をする．これは，学習者

環境教育・環境学習の重要性が指摘されている．の興味や関心を生かしつつ，画像ベースの仮想環

特に，人間と環境のかかわりについて関心と理解境を用いることで，できる限り良質の体験機会をを深めるための自然体験や生活体験の積み重ねが提供することを狙ったものである．

重要であるとされている．しかし，一定の地理的学習支援としては，特定の場所に来ると，学習範囲内で気軽に訪れることのできる実践的な場や教材の対象物の存在を示す情報（イントロ）が提機会が多数存在するとは言いがたい．そこで，直示され，学習者はその情報を頼りに仮想環境の中接体験が困難な際の代用として，または体験学習から対象物を探索することになる．対象物を探しの導入として，マルチメディア教材を用いた学習

当てると学習教材が提示され，学習が開始される．

が考えられる．しかし，現状の実用レベルではほこれにより，図鑑のように一般的，画一的な情報とんどが学習内容を順次提示するという教科書・の羅列ではなく，フィールドに即した情報を学習図鑑的な教育支援の域を脱していない．これでは者に与えることができる．教材を学習し終えると，学習者が受け身的な学習になり，積極的に教材に再び自由な散策を続けることになる．

取り組む機会が少なくなる．また，知識の伝達に学習者が散策中に感じたことや発見したことな終始してしまい，自然に対する感性や環境を大切どを手書きメモ機能を用いて送信することができに思う心を育てることは望めない．

る．また，他の学習者が送信した手書きメモを見そこで，本研究では，Town Digitizing 技術

1）2）ることができる．これにより，学習者は単に情報を用いて写実性の高い Walkthrough 仮想環境を構を受けるばかりでなく，学習者同士で学習環境か築し，その仮想環境に学習教材を埋め込むこととら新しい価値を創造することとなり，相互の観察した．これにより，学習者は実世界を忠実に再現活動が促進されることが可能となる．

した仮想環境の中を自由に観察しながら歩き，自ら学習教材を探索するという能動的な学習が可能となった．さらに，学習者間のコミュニケーションによって相互の観察活動が促進されることを期待して，手書きメモによる学習者間の情報交換機能も付加した．
2．システムの概要
本システムの概要を図 1 に示す．学習者は実世界を忠実に再現した仮想環境の中を自由に散策しEnvironmental Learning System Using an Image-based Virtual Space
Naoki Yasukawa † , Satoshi Koizumi † † , TomohiroOsaki†, Naoto Hasegawa†, Mitsutosi Abe†, Keisuke
Koba † , Tetsuhiko Yoshimura † , Kazuyuki Moriya † ,Tetsuro Sakai††
Department of Social Informatics, Kyoto University††
JST, CREST

図 1 システムの概要
3．システム構成
本システムの構成は HTTP サーバとクライアン
ト PC からなる．また，教育機構としては 3 つのパートに分かれ，Walkthrough 機能，コンテンツ探索機能，観察情報交換機能で構成される．

3.1 Walkthrough 機能

自動的に WWW ブラウザに，その情報を提示する．

Walkthrough 機能は全方位画像をベースとした情報を提示されることで，学習者はその周辺に学仮想環境内での自由な移動を実現する．ここでは，習教材の存在を知ることができ，探索を促すこと

3 つの処理ルーチン（画像読込，仮想画面生成，ユができる．ここで，学習を円滑に進めるために，ーザの位置・視線方向表示）が並列に実行される．

システムに 2 つの制約を与えている．一つは，コこれらの処理ルーチンが相互に関与することによンテンツタグの閲覧は，イントロタグが提示されり，学習者が自由自在に Walkthrough 仮想環境内なければならないこと，もう一つは，イントロタを移動することができる．

グに関連するコンテンツタグ以外の閲覧はできな

仮想画面生成処理では，方位角，傾斜角等の全方位画像間のパラメータに基づいて，学習者に提いことである．これにより同時に 2 つ以上の学習内容を表示することを防いでいる．

供する仮想画面を生成する．ここでは，拡大率をこれらのタグに貼られる学習教材・イントロ情連続変化させ，適切な拡大率に達したならば隣接報自体は HTTP サーバ内に WWW ページとして作する全方位画像から生成される仮想画面に切り替成する．学習教材の内容としては積極的に思考をえている．切り替え時には，過去の仮想画面と濃促すものとしてクイズ形式のものや積極的に観察度値レベルでの合成を施すことにより，滑らかなを促すものとしてスケッチ形式のものがあり，ス補間を実現，あたかも歩いているような感覚を学

ケッチ形式の場合ペンタブレットを使用する．

習者に引き起こさせることが可能となった．

3.3 観察情報交換機能
観察情報交換機能は手書きメモによる観察情報の交換を上部右の WWW ブラウザにおいて実現する．メモ入力画面は上部右のメモボタンをクリックすることで WWW ブラウザに表示される．学習者はペンタブレットを用いて線画を描くことができる．送信ボタンをクリックすると線画は BMP 形式で保存され，送信ボタンをクリックしたときの時刻と学習者の位置座標とともにサーバに送信される．なお，本機能はは Java アプレットを使用して実装した．送信されたメモはサーバ管理者が承図 2 インタフェース画面
学習者に提示する環境学習システムのインタフ
ェース画面を図 2 に示す．上部左では仮想画面生認したものだけが公開され，すべての学習者が閲覧可能である．
4．おわりに成処理によって生成された仮想画面を連続表示す

直接体験が困難な学習者の利用や体験学習の導る．下部右では，学習環境が二次元マップとして入としての使用を想定し，そのためのプラットフ提示され，そこでは移動可能なルートが線分で，ォームを提案し，システムの概要を述べた．なお，ユーザ位置が太丸で，視線方向が矢印で表示され本研究の一部は科学技術振興事業団戦略的基礎研る．下部左部のウィンドウでは，学習者が前進・究推進事業（CREST）の補助を得ている．

ストップ，左右転回などをコントロールする．また，上部右は学習教材の表示，観察情報の表示な

参考文献

どをおこなう WWW ブラウザである．

1）Koizumi，S．，Dai，G．and Ishiguro，H．：

3.2 コンテンツ探索機能
探索する学習教材は，タグ情報として全方位画像ごとに貼られており，学習を促すコンテンツタ
グと，教材の対象物が近くに存在することを示す

Town digitizing for building an image-based
cyber space，The Second Kyoto Meeting on
Digital Cities，pp.357-370（2001）．
2）小泉智史，石黒浩：Town Digitizing 技術，イントロタグの 2 種類がある．学習者が，イント映像情報インダストリアル，Vol.34，No.1，ロタグが貼られている全方位画像に移動すると，pp.89-94（2002）．