HYPERREAL 三次元形状デザイン支援システム
山 本 景 子†久 田理†
金 谷 一 朗†,†† 佐 藤 宏 介†
本論文は，複合現実感技術を応用した工業デザイン向け製品デザインシステムに関するものである．従来のコンピュータ支援設計 (CAD) システムでは，ユーザが自由に形状を変形できる反面，表示は平面ディスプレイや両眼視差を利用したステレオディスプレイを用いており，最終製品の持つボリューム感，実在感を提示することは困難であった．そのため，CAD システムで一旦設計した後，製品デザインの評価のために三次元プリンタなどのラピッドモデラを用いてモックアップを作成する必要があり，最終デザインに至るまでこのサイクルを繰り返す必要があった．本研究では，複合現実感技術を応用し，モックアップにバーチャルな陰影情報を付加することで，モックアップの実在感を損なわずにボリューム感を制御し，また形状のトリミング操作を行えるようにし，CAD システムの設計自由度とモックアップの実在感を両立させるシステムを提案する．また，ユーザが自然かつ直観的に形状操作できるようなユーザインタフェースを提案する．

HYPERREAL — Designing Physical Objects As If They Were Digital
Keiko Yamamoto,† Masaru Hisada,† Ichiroh Kanaya†,††and Kosuke Sato†
The “HYPERREAL” is a new computer aided design system that allows users to virtually
modify phisical objects as if they were digital objects like ones on conventional CAD systems.
The HYPERREAL controls the virtual shape of real objects with shading-pattern projection.
Users eyes preserve the spatial and stereoscopic eﬀect when seeing the real objects which areprojected by special modulated light. An intuitive input device is introduced for trimmingthe object’s 3-D surface appearance. The reality of the objects is not degraded while users
are trimming the shape of the surface during virtual shape designing. A prototype systemdemonstrated its naturalness of computer controlled mixed reality appearance.

1. は じ め にある．
工業製品の現在主流のデザイン工程は，デザイナが製品企画のマネージメント法の発展により，工業製まずイメージを二次元スケッチし，ついで二次元のデ品はユーザの要求を機能的に充足させるだけではなく，ザインイメージから，モデラ（三次元造形作業の専門製品コンセプトから意匠的，審美的な形態までも含め家）がクレイ（工業用粘土）を用いて三次元製品モデて製品設計の過程の中で意図されるようになった．特ルを造形することから始まる．クレイモデルの製作は，に，機能には直接関係がなく，デザイナの意匠的な意

実物体がもつ実在感，ボリューム感をデザイナ自身が図をもって設計された曲面は意匠曲面と呼ばれ，製品感性評価する上で欠かせないステップである．その後，の印象を左右する重要な要素の一つとなっている．しクレイモデルを三次元形状計測し，CAD (Computerかし意匠設計の分野では，他の設計分野（概念設計，Aided Design）で形状モデルを数値化し，モデルの凹機能設計，生産設計など）に比べてデザイナの作業を凸の小変形から調整を行い，NC 工作機，三次元プリ十分に支援するコンピュータツールがないのが現状でンタ等を用いて再び実モデルを製作し，デザイン評価が行われる．このプロセスは，最終デザインが決定す† 大阪大学大学院基礎工学研究科
Graduate School of Engineering Science, Osaka University†† 科学技術振興機構さきがけ
PRESTO, Japan Science and Technology Agency

るまで繰り返し行われる．

CAD は数値的な三次元データを扱うのに適しているが，その独特のマウス操作を使いこなすには熟練が必要であり，また CAD データから最終製品の実在感，ボリューム感を感じ取ることは熟練者にも困難である．

情報処理学会 インタラクション 2007

一方，クレイモデルの制作は直感的である反面，時間技術を用いたデザイン支援システムの現状について述的にも金銭的にもコストがかかってしまう．

べ，関連研究を挙げ，本研究の位置付けを明らかにす

これらの問題を解決すべく MR（Mixed Reality）

る．第 3 章は，本システムに用いられているプロジェや VR（Virtual Reality）といった技術を応用して，クションによる視覚的形状変形手法及び非拘束型形状クレイモデル製作をデザインプロセスから省略するた操作インタフェースについて述べ，これらの手法を用めの様々な研究が行われている．代表的なものに三次いたシステムの全体像について述べる．第 4 章では，

元 CG を HMD（Head Mounted Display）で提示す

HYPERREAL のディスプレイシステムと形状操作シるものがあるが1),12) ，実物体が本来持つ実在感やボステムの有効性を検証する実験と，その結果についてリューム感といった感性評価上非常に重要な指標が損述べ，得られた結果に対する考察と課題，また今後のなわれてしまうという問題点がある．また，これらの展望について第 5 章で述べる．第 6 章で，本論文のまシステムでは，モデルの操作にクレイモデルのようなとめを述べる．

実物体を伴わないため，モデリング操作（造形操作）を直截的に行うためには新たな工夫が必要であり，デザイナ，モデラにとって苦痛とならない代替ユーザインタフェースを考慮しなければならない．マウスやデー

2. 関 連 研 究
VR 技術，MR 技術を用いたデザイン支援システムの研究例を以下に挙げる．

タグローブによる入力システムも開発されているが，

空間スケッチシステム1) は，液晶シャッタを用いたポインタによる操作感覚や装着感の問題からデザイン立体視環境とペン型のポインティングデバイスを用い支援ツールと呼ぶにふさわしいとは言えない．

ることで，デザイナが三次元空間をキャンバスとして本論文では，工業製品の意匠設計を支援するために，線や面を直接自由に描くことができるというもので，実物体がもつ実在感，ボリューム感を損なわないまま，大型スクリーンを用いることでデザイン検討のための仮想的に自由な形状変形が可能な，コンピュータ支援立体形状表示能力を有している．しかしながら，この設計システム “HYPERREAL” を提案する．具体的手法は画像品質の面で適しているとはいえず，ユーザには，実物体上の適切な位置に人間の視覚特性に合の得る現実感が損なわれてしまうという問題がある．

致した光学パターンを投影することで，実物体の仮想また平面画像による立体視がベースとなっているた的な形状変形（以降本論文ではこれを視覚的形状変形め，立体感，実在感を得るという形状評価の観点におとする）を実現する実物体に対応したコンピュータグいても適しているとはいえない．また，HMD を用いラフィクスをその実物体に重畳させることで，ユーザる手法は仮想空間への高い没入感を得ることができる

はモデルの実在感，ボリューム感を評価できる上に，が「VR 酔い」を引き起こしやすいという問題がある．

CAD 操作のような自由な形状変形を行うことができ「VR 酔い」は HMD を長時間使用すると起きる現象るようになる．また形状変形を行う入力デバイスは，で，その原因として考えられているものの一つとして，マウスやキーボード，機械式三次元位置デジタイザなセンサの計測結果からコンピュータが映像を計算し直ど熟練を必要とするインタフェースではなく，デザイし再表示するまでに生じる時間遅れがある．これによナの創作活動を妨げることなく操作可能な直感的非拘りユーザの感覚とディスプレイに映し出される画像に束形状操作インタフェースを提案する．これらにより時間ずれが発生するため，ユーザの脳内過程が混乱す

高い立体感を持った直観的操作が可能な新たな造形支ると言われている7)∼9),13) ．

援環境を実現し，実物体ベースのデザイン支援システ
ムの構築を目指す．

MR 技術を応用し HMD を用いずとも高い立体感，実在感提示能力を持ったディスプレイシステムも多く研

この HYPERREAL システムを用いることによっ究されている．Shader Lamps4) や Dynamic Shaderて，クレイモデルやモックアップの試作回数を減少さ

Lamps5) は，まず三次元形状の投影用白色実物体と，せることができる他，デザイナがアイディアを自ら具それと同形状の三次元 CG をコンピュータ上の仮想現化するのが容易になることから，これまでデザイナ空間にモデル化しておく．そしてコンピュータ上で三とモデラが行っていた自然言語やジェスチャなどによ次元モデルの表面上に質感や材質などの表面属性パるあいまいなやりとりをなくし，製品の最終形状につラメータを与え，それをある視点からみたときの平面ながるモックアップの製作作業を円滑に行うことが可

画像を求める．その後求めた画像を白色実物体をスク能となると考える．

リーンとしてプロジェクタから投影することで，単に第 2 章では，研究背景として形態デザインと MR

実物体表面上に仮想世界情報を重畳するのではなく，HYPERREAL 三次元形状デザイン支援システム

投影光が重畳された実物体の総合的な見え方を変化さわりに本手法では，高次奥行情報（明暗，コントラスせることができる．しかし，これらのシステムでは表ト，陰影などの光学的な情報や隠蔽関係，遠近法など面情報の自由設定は可能であるが，形状情報の操作にの幾何学的な情報から心理的記憶的に奥行きを知覚す関しては考慮されておらず，提示したい形状の数だけるための情報）による立体感提示を行う．この心理的投影用の実物体が必要である．

奥行視覚情報を用いた立体感の提示は現在の CG 技術

2)

一方，FreeFormモデリングシステムは，触感によるモデリングというものに着目したモデリングツール（シェーディング，シャドウイング等）を用いることで高品位に実現が可能である．

である．フォースフィードバックデバイス PHANToM

本研究では CG 技術を利用し実物体上に高次奥行で三次元位置を取り込みながら，三次元の粘土の固ま情報を付加した画像を重畳することで高い立体感，実りを道具で削ったり彫ったり研磨でき，また絵の具の在感を保持しつつ，物体の形状の視覚的変形を実現す

チューブをひねり出すように新しい物質を付け加えてる．この手法では実物体を目視するため，形状の変形形状を作ることができる．このように各々の入力操作を施していない部分については焦点調節などの生理が日常の動作を模して設計されているため，操作に熟的な情報に矛盾は起きない．そのため製品のシルエッ練を要さないというを有する．しかし入力デバイスでトラインの細かな修正や，商品の印象に大きく影響すあるツールの可動域と作業スペースが同一空間でないるキャラクタラインやハイライトライン等の意匠のシことや，出力が平面ディスプレイによるため，製品デミュレーションなどには特に有用であると考えられる．

ザインの評価上重要な指標である実在感，ボリューム感を喪失してしまうといった問題がある．

3.2 非拘束型形状操作インタフェース
本システムでは，いかにデザイナの身体を拘束せず

また，二次元のデザイン支援システムの入力インタにその動きをコンピュータに取り込むかが重要である．

フェースとしてタブレットがある．これはペン型デバイ

現在多くのデザイン支援システムで用いられている入スで二次元のスケッチを描画するには極めて有効かつ力インタフェースは，キーボードやマウス，機械式三有用であるが，三次元形状のデザインを三次元空間で次元位置デジタイザ，データグローブなどであるが，行えるものではなく，本システムの入力インタフェー

キーボードやマウスはユーザを二次元平面に，位置デスには適さない．

ジタイザやデータグローブは身体の自由度を奪ってし

3. HYPERREAL - 三次元形状デザイン支
援システム

まう．
また，これらは一般のデザイナが使い慣れた道具とはまったく異種であるため，使いこなすには熟練が必本論文の目的は，従来の CAD システムのようにコ要であったり，実際に操作するオペレータを介しながンピュータ上で形状データが保持され，かつ直截的なら創作せざるを得ず，製品開発を効率化させる妨げと操作が行える入力デバイスを用いて変形操作が行え，なっている．以上をふまえ本論文では，非拘束にユー

実際にクレイモデル製作を必要としなくなるような実ザの動きを捕らえ三次元のデザイン支援ができる仕組

在感を伴ったデザイン支援環境の構築である．現実にみを考える．本システムの入力インタフェースは，光は，クレイモデルの形状をリアルタイムにコンピュー学マーカを搭載したデバイスを用い，対象物体の変形タに取り込むことや，コンピュータ上の三次元形状をさせたい箇所で光学マーカを点灯させることでユーリアルタイムにクレイモデルに反映させることは困難

ザの指示をカメラで捕らえることとする（本論文ではである．そこで，視覚的形状変形（3.1 節）と，非拘以降この入力デバイスを「バーチャルスパチュラ」と束型形状操作インタフェース（3.2 節）を組み合わせ呼ぶ）．

ることで本目的を実現するシステム（3.3 節）を構築する．

3.3 システム構成
提案システムの構成図を図 1 に示す．本システムの3.1 視覚的形状変形手法

構成要素は，投影用プロジェクタ，スクリーン用白色

本論文では，プロジェクション方式による実物体の実物体，頭部位置計測用の磁気トラッカ，制御用コン仮想変形システムを提案する．一般的にプロジェクショピュータである．

ン方式はプロジェクタから投影する映像は任意に変え

まず，形状が既知である投影スクリーン用の白色実られるが，投影対象となる物体の形状自体は変化しな物体を用意する．白色無光沢物体はプロジェクタで投いため，立体感の提示に，輻輳，焦点などの生理的な影可能な位置に固定する．物体形状の変形は，コンものは使えない．そのためこれら生理的奥行情報の代ピュータ上の仮想空間で行う．形状変形後，実世界の情報処理学会 インタラクション 2007

図 2 システムの外観

図1

システム構成視点に対応する仮想世界の視点から見た物体の見え方をコンピュータグラフィックスを用いてシミュレートし，変形後の実物体表面上に生じるべき光学情報を求める．その後，求まった光学パターンをプロジェクタから実物体表面の対応する位置に投影する．また，

図 3 白色実物体（左），投影画像（CG 画像）（中），投影結果（実写）（右）バーチャルスパチュラに付加した光学マーカは，形状変形対象物体にデバイスの裏面を接触させることで点を生成する必要がある．本システム実装では，テクス灯させる．変形操作はこの点灯位置をカメラで取り込

チャ画像生成に，視覚上十分な高解像度コンピュータみ，その位置に光学情報を与えることで行う．この一グラフィックスを生成できる実時間三次元 CG 生成ラ連の処理をリアルタイムに行うことで，視覚的な形状ンタイムシステム OpenGL/Cg を用い，画像生成には変形を実物体に加えることが可能になる．

PC (Intel Xeon 3.4GHz CPU, 2GB RAM, nVidia

4. 実験と結果

Quadro FX4500 GPU, 512MB VRAM) を用いた．
本システムでの投影画像生成は次に述べるとおりであ

本提案システムの有効性を確認するために，次に述る．まず，入力された実物体の頂点位置情報からポリべるような三次元形状デザイン支援システムを実装し，ゴンパッチを形成し，色彩，質感などの属性パラメー

視覚的形状変形効果の実証およびその有効範囲（変形タを設定する．次に，視点位置情報から物体の姿勢を量，視点位置）とマニピュレーションシステムの評価求め，仮想光源も設定する．本システムでは，グーロー実験を行った．

シェーディングをハードウェア計算することで高速か

4.1 節で本システムの実装について，4.2 節ではシつリアリスティックな陰影計算を行った．上記のようステムの有効性を示す．また，4.3 節で仮想的変形とにして求めた仮想変形後の物体の視点スクリーン画像

物理的変形の比較実験について、4.4 節では視点位置に，視点スクリーン-プロジェクション座標系間の対と立体感に関する比較実験を、4.5 節では入力インタ応付けの座標変換テーブルを用いて，投影画像に変換フェースとしてマウスと本入力インタフェースを用いした．頭部（視点）位置のトラッキングには，磁気セた場合での比較実験について述べる。

ンサ（POLHEMUS 社，FASTRAK）を用いた．本4.1 システムの実装

システムの描画フレームレートは常に 30[fps] 以上でHYPERREAL システムを実装した結果を図 2 にある．

示す．

本システムを用いた動作例を図 3 に示す．左から順本システムでは実物体表面上に適切なテクスチャ画に光学パターン投影前の白色実物体，プロジェクタか像を投影することにより物体の視覚的変形を行うため，ら投影する CG 画像データ，投影後の白色実物体であ投影光が重畳された実物体の総合的な見え方は投影す

る．物理的に形状変形しているものと同程度の立体感る画像の画質に依存する．しかし，画質を向上させるを保った実物体を観察可能であることを，目視で確認とその分テクスチャ画像生成に計算コストがかかり，した．本システムを用いた視覚的形状変形の有効範囲リアルタイム性が損なわれてしまう可能性がある．そを，以降の実験で明らかにする．のため画質とリアルタイム性の両方を考慮し投影画像

HYPERREAL 三次元形状デザイン支援システム

図4

変形対象物体形状

図5

視覚的形状変形前の物体

図 6 奥行き変形量 −5.0[cm]図7

奥行き変形量 0.0[cm]図8

4.2 視覚的形状変形の有効変形量本システムでは立体感を保持しつつ変形形状提示を行うため，どの程度の奥行変化まで視覚的変形が可能であるかは応用分野を決めるために非常に重要である．
理論的には，物体を変形することによって実物体表面上に本来生じるべき光学情報を実物体表面上の適切な位置に重畳できれば，ユーザに正確な奥行を提示でき奥行き変形量 +5.0[cm]るはずである．しかしながら，本手法においては形状の変形に視覚特性の輻輳や焦点等の生理的な要因では5.0[cm] の変形量においても視覚的変形も実変形も同なく，単眼立体視による高次奥行情報を利用しているじ形状が同じ立体感で知覚されたため，実物体曲面のためこれらの矛盾によりユーザの形状知覚に違和感生小変形であれば視覚的形状変形で十分模倣可能であるじる可能性がある．

ことがわかった．また，操作量が手前に大きくなるとそこで試作システムを用いて実際に形状の変形を行

視点位置によっては変形しているようには見えないこい，その変化量に対してどのような視覚的振る舞いがとがあり，得られる立体感は基準位置からの奥行操作生じるかを調べ，どの程度の変形量であれば違和感な量が小さい場合に特に大きいことがわかった．

く変形物体を観測することができるかの心理実験を

4.3 視覚的形状変形効果の有効視点位置
人間の奥行き知覚には様々な要因によるものがある

行った．

4.2.1 実 験 方 法が，焦点調節，運動視差，視野，両眼輻輳，両眼視差

白色実物体中心の長方形部分の奥行を，本システムなどをまとめた生理的要因によるものと，高次奥行情を用いて視覚的に変化させたものと実際に変形させた報を含む心理的経験的要因によるものの二種類に大別

ものを左右に並べ，その変形形状を，視点を物理的にできる．生理的要因による奥行き知覚は近距離に，心移動させることにより様々な方向から観測し，どのよ理的経験的要因は遠距離においてより強く働く．ユー

うに形状が知覚されるかを調べる．視点位置は両眼視ザが入力デバイスを把持して対象物体に接近して操作差，輻輳，焦点調節が効果的に機能する比較的近距離する際，生理的奥行き知覚と心理的経験的奥行き知覚

3)（数メートル未満）である必要があり ，本実験ではが矛盾し形状知覚に違和感を感じさせることがあるか

簡単のため視点は実物体から半径 100[cm] の半球面上どうかを明らかにする必要がある．

を移動するものとする．視覚的変形に用いる長方形のそこで提案システムを用いて，視覚的に変形を施し，サイズは 16[cm] x 12[cm] であり，その高さは壁からその視点位置に対してどのような視覚的振る舞いが生

18[cm] を原点として手前と奥にそれぞれ 3.0[cm] とじるかを調べ，どの程度の距離であれば違和感なく変5.0[cm] ずつ合計 5 パターンに変化させる（図 4 参照）．

形物体を観測することができるかを明らかにした．

合計 5 パターンの変化量に変形させたときの物体の4.3.1 実 験 方 法

見えのうち，視覚的形状変形前の見えと，奥行き変形

提案システムを用いて実物体を視覚的に変形した形量が −5.0, 0.0, +5.0[cm] の 3 パターンについて，あ状を 150[cm] 離れて見た時を基準として，100，50，る視点から観察した様子を図 5，6，7，8 に示す．左30[cm] の三カ所において実験を行い，対象物体とユーの物体が視覚的変形したもので，右の物体が実際に物ザ視点位置がどの程度の距離で自然に視覚的形状変形理的な形状変形を行ったものである．

4.2.2 実 験 結 果
両物体を目視により観察した結果，実物体表面からが知覚できるかを比較した．被験者は，21 歳から 24歳の男性 9 名および女性 1 名である．

情報処理学会 インタラクション 2007

図 9 150[cm] 距離での観察

図 10 100[cm] 距離での観察

図 13

形状操作の様子表3

主観評価の数量化

5・・・
4・・・3・・・
2・・・
1・・・

とても使いやすい
使いやすい
普通
やや使いにくいかなり使いにくい

表 4 マウスとの比較結果
図 12 30[cm] 距離での観察

図 11 50[cm] 距離での観察

表 1 実験 1 における数量化の基準

入力方法

回答1回答2回答
3回答
4回答
5

評価値の平均マウス

0015502421

3.5
3.1

バーチャルスパチュラ

5・・・
4・・・
3・・・
2・・・
1・・・

150[cm] 離れて見たときに得られる立体感と同等
5 よりは劣るが立体的に見える
立体的に見える
言われてみれば立体的に見える
立体的に見えない

13 に示す．
4.4.1 実 験 方 法
被験者に、マウスとバーチャルスパチュラの両方で

表 2 視点位置と立体感の評価それぞれ実物体上に変形操作を行うタスクを与えた．

視点位置[cm]

回答
1回答
2回答
3回答
4回答
5

評価値の平均100
50300270734103003003.9
1.91.3

その後，表 3 の基準によりデバイス毎に使いやすさを評価させた．また，意図した場所のポインティングのしやすさと，意図した曲線のドローイングのしやすさについては，マウスとバーチャルスパチュラで比較評価させた．なお，被験者は 21 歳から 33 歳の男性 7 名

4.3.2 実 験 結 果

および女性 3 名，マウス使用歴は平均 7.4 年で全員ほ

150，100，50，30[cm] から見た実物体投影結果をぼ毎日使用している．操作方法の説明として以下の説

図 9，10，11，12 に示す．また，視点位置と立体感の明をし，実験順序の影響を排除するため，入力デバイ比較実験の結果を表 2 にまとめる．評価基準は表 1 にスを用いる順序はランダムにした．

示す．

＜操作方法の説明＞

表 2 から視点位置 100[cm] では 150[cm] と同等もマウス・・・カーソルを物体の変形させたい部

しくはそれより劣るが立体感が得られる，形状変形し分にもっていき，その位置でクリックおよているように見えると評価した被験者が多かったが，びドラッグする．右ボタンを押している間，50，30[cm] の視点位置では立体的に見えるとは言いにくい，形状変形しているように見えないと答えた被験者が多かった．

変形操作が可能となる．
バーチャルスパチュラ・・・実物体上の変形させたい位置で，デバイスを物体に接触させ4.4 マニピュレーションシステムの有効性評価ることで LED が点灯する．接触している

本論文は、デザイナが熟練を要せずに直観的に操作間，変形操作が可能となる．

できる非拘束型入力インタフェースを提案することも目的の一つである．
そこで，現在 CAD システムの操作においても多用されているマウスと本システムの入力デバイスであるバーチャルスパチュラでの操作時の感覚を比較実験で評価する．バーチャルスパチュラでの作業の様子を図

4.4.2 実 験 結 果
入力デバイスの操作感に関する実験の結果を以下の表 4，図 14，図 15 にまとめる．評価の数値化は表 3
による．
また，実験後被験者からヒアリングした主観評価を
表 5 にまとめる．

HYPERREAL 三次元形状デザイン支援システムる．しかし，変形量が特に手前方向に関して大きくなるほど，視点位置によっては立体知覚に違和感を生じる場合があることから，操作量に応じて視点位置を制限する必要があると考えられる．また，本手法による立体提示はプロジェクタからの投影によるものである
ため，対象物体は自己隠蔽（オクルージョン）を避けるため比較的単純な形状である必要があるが，本システムの対象としているものは車のボディ形状などの意
匠上の小変形であるためこの点は問題とはならない．
表面に施す意匠的な加工深度は比較的小さいものであ
図 14

評価結果（ポインティングのしやすさ）るため，変形量が 5[cm] 程度というのは充分な有効変形量と言える．
また 4.4 節の実験結果（表 2）から，対象物体との距離が 100[cm] 未満となるバーチャルスパチュラによる入力方法では，変形操作中に視覚的形状変形の結果を観察しにくいと言える．この改善策としてはステレオプロジェクタなどによる出力が考えられる．4.5 節の実験結果から，表 4 および図 14 に示すようにバーチャルスパチュラよりもマウスの方が相対評価値は高かった．しかしながら，図 15 に示したとおりポインティングとドローイングのしやすさについてはバーチャル

図 15

評価結果（ドローイングのしやすさ）スパチュラの方が使いやすいという評価をしている

被験者からヒアリングした意見

スパチュラとマウスにはそれぞれに長所短所があるこユーザも見られた．表 5 に示したとおり，バーチャル
表5
マウス

長所短所

バーチャル
スパチュラ

長所

短所

・日頃使い慣れているため使いやすい・変形箇所にポインタが表示されるためわかりやすい・操作画面中の変形と三次元物体状での作業結果が完全に一致しない・対象との距離感がつかみにくい・作業対象と操作領域が一致しているのでわかりやすい
・対象に直接触れられるため操作してる感覚がある・変形幅が意図通りにあわせられる・オクルージョンが気になる
・視点位置が近距離だと形状変形しているように見えない・削られる箇所にずれが生じる
・ポインティング位置がどこにあたるのかわかりにくいとがわかる．今後，これらのバーチャルスパチュラにおける短所は，ポインティング位置をユーザにフィードバックすること，ユーザ身体の空間的割り込みによるオクルージョンは背面投影によって解決できると考える．また，近距離における立体視の問題は，ステレオプロジェクタを用いることによって立体視の生理的要因を付加することやパーティクルのフローを付加する特殊効果を加えることで改善できると考える．

6. お わ り に
本論文では，プロジェクション方式を用いた MR 環
境において，仮想的な陰影情報を実物体に重畳することで，光学式モーションキャプチャデバイスによって視覚的に実物体の形状を変形操作する手法について述

5. 考

察

図 3 より，本提案システムによる視覚的形状変形は，実物体が物理的には変形していないにもかかわらず，べた．本システムを利用することで実際に物体形状を変形させることなく容易に変形後の形状を視覚的にシミュレートをすることが可能であり，三次元形状デザイン支援システムとしての有用性も示した．

あたかも変形したかのような視覚効果を与えることに本システムは一つのクレイモデルやモックアップの成功している．4.3 節の実験結果から，視覚的変形量ままその形状を小変形させることができるため，デザが物体表面から 5.0[cm] 以内であれば実変形との差がイン検討時にモックアップの試作件数を総合的に減らなく，違和感なく変形結果の目視が可能であると言えすことができ，コストと時間の大きな削減が期待でき情報処理学会 インタラクション 2007

る．またデザイン分野以外にも，教育，医療，美術，エンターテイメントなど幅広い分野で応用が考えられる．今後は，デザイン性評価のために環境像の写り込みを考慮することや，握り替えによって機能切り替えができる入力インタフェースを開発することで，デザイナにとって自然でかつ有益な支援システムに近づけたい．

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