情報処理学会 インタラクション 2015
IPSJ Interaction 2015

A29
2015/3/5

景観イメージの共有を支援するための都市空間シミュレーションモデルの開発
川合 康央†1

池辺 正典†1

概要：良好な都市景観の形成を促進するための景観計画を策定するに際して，行政，事業者，近隣住民が持つ都市景観イメージを円滑に共有し，まちづくりの合意形成を支援するための都市空間シミュレーションモデルを開発した．
ゲームエンジンを用いることで，これまでの都市計画分野で活用されてきたシミュレーションモデルに対して，安価で高品質且つ自由度の高いシステムの開発が可能であることを明らかにした．また，プロトタイプモデルの評価で課題となった点を改良するとともに，景観条件の変更と景観の評価が可能な新たなシステムの開発を行い，本システムを用いて景観に資する空間構成要素の注視傾向を測定する．注視された空間構成要素の識別子をログとして収集・保存し，これを分析した．さらに HMD 等のインタフェースを用いることで，より没入感のある環境の再現を行った．

Development of Urban Space Simulation Modelfor Aided Sharing of Landscape Images
YASUO KAWAI†1

MASANORI IKEBE†1

Abstract: When develop the landscape plan, share the urban landscape image with the local government and developers andneighboring residents, it is necessary to perform a consensus. We have developed the urban space simulation model to support
the consensus of town planning. Urban simulation model using the game engine is possible to develop a high degree of freedom
system with high quality at low cost. This model was the improvement of the problems of the prototype model, and wearing afunction of landscape evaluation. We measured the gaze trend of space components that affect the landscape in this model. The
identifier of the gazing space components are collected and stored as a log, were analyzed. In addition, this model by the HMD
was to reproduce the landscape a more immersive.

1. はじめにa「景観」とは，人間が環境に対して視覚情報を主としてが普及する前に新しい技術へと人々の関心が移行しており，これらの社会での幅広い活用は十分とは言えないものとなっている．

感覚器官から認識したものに対して，記憶・経験などの情本研究は，開発環境としてゲームエンジンを，インタフ報をもとに感性的評価を行ったものである．この景観に対ェースとして HMD を用いることによって，安価で高品質して客観的に評価を定量化し，その知見をもとに計画的にな景観計画に資する都市空間シミュレーションモデルを開美しい景観をデザインしていくことは非常に難しい．しか発するものである．ゲームエンジンとは，CAD 等で作成さし，2004 年に景観法が定められたことからも明らかなようれた 3 次元形状データに対話性のあるインタフェースを持に，現在，景観は防災とともに，我が国のこれからの都市たせたディジタルコンテンツを開発する際に用いられるも計画やまちづくりにおける重要な要素である．地方公共団のである．ゲームエンジンはシステム開発キット（SDK）

体は，良好な都市景観を形成することを目的として，各地として，レンダリングエンジン，物理エンジン，人工知能で様々な景観条例等を定めてきた．これらの条例は，当初等がパッケージ化されたものであり，3 次元モデルに対しは歴史的景観など地域の特徴的な街並みを保全するためのて使用者のインタラクションが，リアルタイムレンダリン自発的な試みであったが，現在では景観法によってその法グによって画像として即座に反映されることとなる．本シ的根拠が明らかにされ，景観法に依拠する景観計画によっステムによって，これまで模型や固定された視点場からのて，現代都市景観の整備をはかっていくことが望まれる

合成写真，コンピュータグラフィックスアニメーション，[1][2]．

VRML による簡易リアルタイムレンダリング等を用いてき一方で近年の情報環境は，入出力インタフェースデバイた景観シミュレーションモデルについて，視点場の設定やスの高性能化及び低価格化，開発環境における FOSS の普環境条件の変更等が容易に可能な自由度の高いモデルを，及等にみられるように，さまざまな新しい情報技術が実現専用のシステム開発を行うことなく，高品質なリアルタイされている．しかしこれらの技術は，社会の幅広い分野にムレンダリングで表示するものを作成することが可能にな対しての応用を提案しているにも関わらず，実用的な展開ると考えられる [3][4][5][6]．

†1 文教大学
Bunkyo University© 2015 Information Processing Society of Japan264

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図 1 対象地区（茅ヶ崎駅北口周辺特別景観まちづくり地区）
Figure 1

Target Area (Special landscape town planning district around north exit of Chigasaki Station).

本研究ではこれまでに，湘南台景観形成地区（神奈川県

本地区は，茅ヶ崎市の中心都市拠点であり，JR 茅ヶ崎駅藤沢市）を対象として，システムのプロトタイプを開発し，周辺の大規模商業施設と商店街で構成される商業地域，市その評価を実施した[7][8]．結果，一定程度の有効性と次に役所や市民文化会館，茅ヶ崎市総合体育館等の行政地域，挙げるいくつかの問題点が明らかとなった．①モデル・テ

近隣の住居・工業地域，近郊への交通ターミナルで構成さクスチャの高解像度化，②アイストップなど周辺環境のモれている．茅ケ崎市は，1997 年に茅ヶ崎市都市景観基本計デル化，③車両・歩行者などのテンポラリーな空間構成要画を策定し，2000 年に茅ヶ崎市景観まちづくり条例を施行，素の再現等である．本稿では，これらの問題点を解消する

2001 年には茅ヶ崎駅北口周辺特別景観まちづくり地区をため，新たな街区をあらためて対象地区として選定し，景指定する等，景観法制定以前から市独自の条例に基づいた観イメージの共有を支援するための都市空間シミュレーシ

良好な市街地景観の形成に努めてきた．さらに 2005 年の景ョンモデルの開発を行うこととする．

観法施行を受けて，景観行政団体として 2008 年に茅ヶ崎市景観条例を制定するとともに，茅ケ崎市景観計画の運用を2. 対象地区開始した[9]．

本稿における研究対象地区として，景観条例を策定し，本稿では，茅ヶ崎駅北口周辺特別景観まちづくり地区の景観計画に基づくまちづくりが行われている地区である，うち，茅ヶ崎の駅北東に位置する商店街である，「エメロー茅ヶ崎駅北口周辺特別景観まちづくり地区（神奈川県茅ヶド」を対象とし，道路に面する南北の既存建築物及び工作崎市）とした．

物等の空間構成要素について，3 次元 CAD による詳細なモデリングを行った（図 1,2）．

3. 都市空間シミュレーションモデルの開発
モデリングを行った対象地区における空間構成要素の 3
次元形状データを，対話的な操作が可能となるようゲームエンジンへと書き出す．本シミュレーションモデルでは，使用するゲームエンジンとして Unity を採用した[10]．Unity
は，3 次元形状モデルを扱えるゲームエンジンであり，視点編集や物理エンジン，人工知能等のコンポーネントを持ち，さまざまな OS 上で動作するほか，Web ブラウザ，各種スマートフォン，コンシューマゲーム専用端末等で再生可能なクロスプラットフォーム対応の統合開発環境である．
本モデルでは 3 次元形状データを，リアルタイムレンダ
図 2
Figure 2

対象地区の現況

The Current State of the Target Areas.

リングにおいて秒間描画枚数を著しく低下させないようポリゴン数に留意しつつ，可能な限り詳細に CAD・CG ソフトウェアで作成した．建築物や主たる工作物等は，ソリッ© 2015 Information Processing Society of Japan265

ドモデリングが可能な 3 次元 CAD である Form-Z によってその影響を考慮する必要があるといった課題が挙げられた．

棟毎にモデリングし，3ds 形式でエクスポートした[11]．ま今回のシステムではエージェントを改良することによって，た，CAD でのモデリングに適さない曲面を持った工作物やNPC (Non Player Character)として自律的に障害物を回避し植栽等をサーフェイスモデリングが可能な CG モデリングて移動する歩行者と車両を作成し，実際の平日昼間の平均ソフトウェアである Metasequoia で作成し mqo 形式でエク歩行者密度及び平均通過交通量に基づき，動的な空間構成スポートする[12]．これら各モデルファイルを敷地単位毎要素としてシーン上に配置した（図 6）．に，統合型 CG 開発環境である Blender にインポートする[13]．さらに，画像処理ソフトウェアによって写真画像データから編集して作成した UV マッピングを用いて，Blender 上で各モデルに対してテクスチャ処理を行った．この 3 次元形状モデルを，obj 形式のモデルファイルと mtl形式のテクスチャファイルで書き出したものを，ゲームエンジン上で配置した．
ゲームエンジン上では，標準アセットである First PersonController を改良し，物理エンジンによって視点と空間構成要素との間に衝突判定を持たせた，インタラクティブな一人称視点でのウォークスルーを作成する．システムのイン

図 3

タフェースとして，キーボードの WASD 及び矢印キーによる視点場の平行移動と，マウスによる視線の全方位への回都市空間シミュレーションモデルの動作画面（注視モード：西進方向）

Figure 3

Operation Screen of Urban Space Simulation Model(Gaze mode : West Direction).

転移動が可能なよう準備を行った．また，移動はキーボードによる操作に加えて，USB 接続によるゲームパッドの使用も可能なものとした．
地域全体をモデリングしたことにより，モデルデータ自体を統合する段階で，膨大なポリゴン数のモデルとなり，統合作業に支障にやや問題が生じたが，リアルタイムレンダリングに対しては，オクルージョンカリングを適切に施すことで，FPS の低下を回避することが可能であった．オクルージョンカリングは，レンダリング範囲を限定し，他のモデルにより隠されたオブジェクトに対してレンダリング演算を行わないものである．一方で，見通しの良い視点場においては，アイストップの要素が遠方からではレンダ

図 4リングされないといった課題もあった．
また，シーン全体の背景となる空を箱状に作成し，すべ都市空間シミュレーションモデルの動作画面（注視モード：東進方向）

Figure 4

Operation Screen of Urban Space Simulation Model(Gaze mode : East Direction).ての視線がいずれかの空間構成要素のポリゴンと衝突するよう設定を行い，ユーザの注視傾向を測定するための注視モードの作成を行った（図 3,4）．
さらに，本モデルでは，景観計画に基づく地区を対象としていることから，壁面の色彩や建築物の入れ替えが可能な「景観モード」を用意した（図 5）．ここでは，マウス左クリックで壁面の色彩の変更，マウス右クリックで建築物モデルの入れ替えが可能である．また，設定画面において視点場の高さを変更することで，道路上からの景観とともに，既存建築物室内からの景観の変化等が確認できる．
前報のプロトタイプでは，実画像との比較によるシステ
ム評価において，歩行者や車両等のテンポラリーな要素を図 5消去できることは，景観に影響を与える空間構成要素を純粋に評価する上で利点でもあったが，一方でこれらテンポラリーな要素もまた現実の都市景観要素の一つでもあり，© 2015 Information Processing Society of Japan

都市空間シミュレーションモデルの動作画面（景観モード）

Figure 5

Operation Screen of Urban Space Simulation Model(Landscape Mode).

266

4. まとめと展望
本稿で作成した都市空間シミュレーションモデルは，空間構成要素の条件を容易に変更可能なものであり，事業者，近隣住民，行政の間でイメージの共有をはかるツールとして，一定程度有効であると思われる．さらに，NPC による動的なテンポラリー要素を配することで，より実態に即したモデルを作成することができた．今後，実空間との比較分析により，精度の向上をはかるとともに，夜間景観のシミュレーション等，ゲームエンジンを用いることで可能に
図 6
Figure 6

自律的に行動する車両と歩行者の NPC
Vehicle and Pedestrian of Non Player Characters toAutonomously Action.

なる表現について検討していく．また，既存の都市・建築物などの 3 次元形状モデルデータをポリゴン数の軽量化を行うなど簡易な加工を施すことによって，独自システムの開発を行うことなく，容易に都市空間シミュレーションモデルを用意することが可能であることが明らかとなった．

さらに，実際の都市空間への没入感を高めるため，HMDによる再生が可能なモデルのプロトタイプを作成した．今回は HMD として，立体視を用いたビデオゲーム開発等に用いられる Oculus Rift Development Kit を使用した[14]．これは，画像解像度 1280×800 の 7inch モニターをサイドバイサイド方式で立体表示させるもののであり，そのため片面視野の画像解像度は 640×800 と縦に長いアスペクト比を持ったやや低解像度のものである．しかし，魚眼レンズとゲームエンジン上で画像処理を施すことによって，水平方向視野角 110 度，垂直方向視野角 90 度と，従来の HMDに比して高視野角の視界を持たせることが可能である．本
システムでは，都市モデルのスケールに対する人体の視差を用いた立体視環境を用意した．また，3 軸回転加速度センサーを用いることで回頭行動の値を測定し，頭部の回転によって視線の方向を変化させるようインタフェース設計を行った（図 7）．HMD 環境において，回頭行動による回転移動とゲームパッドによる平行移動は，より直観的な操作を可能とし，デモ展示においてもユーザが支障なく動作させることができた．

図 7

頭部搭載型ディスプレイによる立体視へ対応した
都市空間シミュレーションモデル

Figure 7

Urban Space Simulation Model corresponding to

Stereoscopic Vision by Head-Mounted Display.

© 2015 Information Processing Society of Japan

本シミュレータによって，景観条例に基づく施工前の景観計画が，より実態に即した景観イメージの共有によって円滑に行われるのではないかと考える．
謝辞
本研究は JSPS 科研費 25350026 の助成を受けたものです．

参考文献
1) 川合康央: 景観のデザインⅠ：伝統的景観, 湘南フォーラム,vol.17, pp.11 – 30 (2013)2) 川合康央: 景観のデザインⅡ：現代的景観, 湘南フォーラム,vol.17, pp. 31 - 49 (2013)
3) Paar, P.: Landscape visualizations: Applications and requirements of
3D visualization software for environmental planning, Computers,Environment and Urban Systems, Vol.30, pp.815-839 (2006).
4) Trenholme, D. and Shamus, P.S.: Computer game engines fordeveloping first-person virtual environments, Virtual reality, Vol.12,pp.181-187 (2008).
5) Herrlich, M.: A tool for landscape architecture based on computer
game technology, Artificial Reality and Telexistence, 17th International
Conference on, IEEE, pp.264-268 (2007).
6) 古賀元也, 鵤心治, 多田村克己, 大貝彰, 松尾学: 景観まちづく
りにおける空間イメージ共有手法に関する研究, 日本建築学会計画系論文集, 73(633), pp.2409-2416 (2008).
7) 川合康央, 佐野昌己, 池田岳史, 益岡了: 景観計画のためのゲー
ムエンジンを活用した景観シミュレーションシステム, 学術講演
梗概集 2013 (都市計画), pp.93-94 (2013)8) 青柳春樹, 蛭間渡, 渡辺智子, 川合康央: ゲームエンジンを用いた景観シミュレータの試作, 情報システム学会第 8 回全国大会・研究発表大会, B1-1 (2012).
9) 茅ヶ崎市景観計画,
http://www.city.chigasaki.kanagawa.jp/machidukuri/keikan/1008080.ht
ml.
10) Unity - Game Engine, http://unity3d.com/
11) formZ 3D Modeling Software for Architects, Animation, Movies |Home, http://www.formz.com/
12) metaseq.net, http://metaseq.net/13) blender.org - Home of the Blender project - Free and Open 3D
Creation Software, http://www.blender.org/14) Oculus Rift - Virtual Reality Headset for 3D Gaming | OculusVR®, https://www.oculus.com/267