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日本バーチャルリアリティ学会誌第 8 巻 1 号 2003 年 3 月

製品紹介●製品紹介●
キヤノン（株）MR システム開発センター

MR プラットフォーム・システム
田村秀行

内山晋二

1．はじめに

2．MR プラットフォーム・システムの想定ユーザ

世間一般では「MR」と聞くと，医療分野の MRI（磁MR プロジェクトで試作した代表的で画期的な HMD

気共鳴画像診断装置）を想像する人が多いが，本学会会

は，一対の CCD カメラを内蔵し，コンピュータ内で員諸兄ならば，現実世界と仮想世界を実時間で融合する

CG 映像と合成した結果を立体映像として小型液晶ディ

Mixed Reality（複合現実感）の略であることはすぐ理解

スプレイに表示するビデオシースルー型で，かつ利用されるだろう．MR 技術は 1997 年 1 月に始まった旧通産者の視線とカメラの光軸間の視差をなくすため，撮像省傘下の研究プロジェクト「複合現実感システムに関す光学系と表示光学系の光軸を一致させた COASTAR(Co-る試験研究」（通称，MR プロジェクト）とともに注目を

Optical Axis See-Through Augmented Reality）方式のもので集め，同年 7 月当学会内に複合現実感研究委員会が設置ある．試作したこの HMD の液晶パネルはサンプル出荷された．同委員会主催でこれまで 2 度の国際会議が開催品で，製品とするには画質的に満足できるものでない．

され，また論文誌特集号も 2 回（1999 年 12 月，2002 年

しかし，現在利用できるパネルで再設計しては時間がか6 月）組まれて，MR は今や最も活発な研究分野に成長かりすぎ，入手希望者の要望に応えられない．そこで，した．

画質面の向上は断念し，暫定的措置として基本設計をそのまま踏襲した HMD を限定生産することにした．

2001 年 3 月で終了した「MR プロジェクト」の成果は，この HMD と我々が開発したロバストな位置合わせ手以下のような評価を受けている．
・構想や実験室内レベルであった技術を，一般者がいつ法のライブラリをバンドルした「MR プラットフォーム

でも実体験できるシステム・レベルに引き上げた．

/Basic Kit」を，2002 年秋に 25 セット限定で公募し，世・MR 用シースルー HMD を各種自前で開発することに界中の研究機関にリリースした．これは，既に MR 技より，HMD を復権させ，かつ MR の可能性を実証し術を熟知し，自ら MR システムの構築経験がある研究て見せた．

グループ向きの最小限のセットである．OS もセンサもMR プロジェクト終了後，我々は民間側出資元であっ自分で調達されることを想定している．

たキヤノンで実用化のための承継研究を続けているが，それに対して，これから MR 研究や MR アプリケー

世界中から我々が開発した HMD の入手希望が多数寄せション開発を始めようとされるユーザのために，MR シられている．実際，MR 研究は活発化しているものの，ステム構成上必要となるコンピュータ，拡張ボード，位それに比して実用に耐える応用事例が増えない一因は，

置姿勢センサ，グラフィック・ライブラリ等の標準的我々以外に MR 用の本格的シースルー HMD を有していなものを選択してパッケージ化したのが「MR プラットなかったからと考えられる．

フォーム・システム」である．CG に関する基本知識とこうした背景から，MR 分野の発展を願って開発し，プログラミング経験があれば，サンプル・プログラムをリリースしたのが，以下で紹介する「MR プラットフォー参考にして，MR アプリケーションや魅力的なコンテンム・システム」である．

ツが作成できるよう配慮されている．

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JVRSJ Vol.8 No.1 March, 2003

製品紹介

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3．システムの構成要素
3.1 ビデオシースルー HMDシステムに含まれる HMD「VH-2002」は，MR プロジェ
クトでの試作機 [1] とは光学系・表示系の基本性能は同じだが，製品レベルの耐久性を満たすようコントローラの位置や頭部装着機構等が設計変更され，外観も一新されている（図 1）．以下に，その主な諸元を示す．
・視野角：水平方向 51 度，垂直方向 37 度

・重量：327 g

・表示解像度：VGA （640×480 画素）× 2

図１ HMD「VH-2002」

・カメラ入力：NTSC × 2(2) MR プラットフォーム SDK Plus
3.2 ソフトウェア開発キット

上記基本ライブラリと併せて利用するライブラリで，各種 MR アプリケーションの開発・実行環境として標

仮想空間データを管理・描画する際に用いるシーングラ

準 Linux（i386）を採用している．ミドルウェア層のソフ

フ API（Open Inventor™ を利用）や仮想空間へのインタト開発ツールとして，C++ クラスライブラリとユーティラクション機能を提供する．シーンの中の仮想物体を手リティ・プログラムで構成される下記の 3 種類の SDK持ちのセンサにて選択・操作すること等が可能となる．

(Software Development Kit) が用意されている（図 2）．ま(3) MR プラットフォーム SDK Multi

た，図 3 にこれらのライブラリが提供する機能構成と処複数人で複合現実空間を共有するアプリケーションを理の流れを示す．

開発するための空間共有機能ライブラリである．仮想空(1) MR プラットフォーム SDK間の様々な情報（物体配置，形状，テクスチャ等）と体仮想空間と現実空間の位置合わせの基本ライブラリと験者の頭部位置姿勢とを複数マシン間で通信・同期するユーティリティで構成されている．ビデオキャプチャや機能を提供する．

表示などの MR の基本機能，物理的センサによる位置姿勢計測と画像認識によるマーカ検出のハイブリッド方3.3 その他のコンポーネントとプログラム式による位置合わせ機能 [2]，各種キャリブレーション

MR アプリケーションを支える上記ミドルウェアの下機能が提供される．OpenGL との親和性を考慮して作ら位層として，MR システムを構築・利用されるユーザをれており，既存のプログラムへの組み込みも比較的容易想定して選択したコストパフォーマンスの良いハードに行うことができる．

ウェア（PC，ビデオキャプチャ・カード，グラフィック・カード等）やソフトウェア（OS，グラフィック・ライブ

利用者サイラリ，ドライバ等）をシステム・インテグレーションしドで開発される部分て提供する．本システムに不可欠な位置姿勢センサとしContents

MR Platform SDK (Library)

Applications

画像キャプチャSDK Multi

SDK

SDK Plus

Open GL
V4L

現実描写

マーカ検出

MR Platform SDK Multi
ローカルシーン
管理・操作

MR Platform SDK Plus
データ通信

X Window,GLX

センサ計測

LinuxPC withAddition

MRプラッ

位置合わせ

仮想空間描写対話操作

al Card

トフォー

図２

データ通信

ムでご提

グローバルシーン
管理

供する部

分

ソフトウェア階層

図３

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処理の流れと機能構成

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日本バーチャルリアリティ学会誌第 8 巻 1 号 2003 年 3 月

製品紹介(a)Sシリーズ(b)Mシリーズ

図４

製品ラインアップては，Polhemus 社 3SPACE FASTRAK を標準装備している製品を順次増やして行く計画である．

る．
5．むすび

また，キャリブレーション用治具や豊富なサンプル・プログラムが用意されており，設置したそのときから，「MR プラットフォーム」という名称には，我々が培っMR アプリケーションを動作させることができる．てきた基盤技術の上に，様々なアプリケーションが作成され，MR 分野の研究や市場が発展・拡大することを願

4．製品ラインアップ

う想いが込められている．本稿で紹介したのは最大公約

4.1 現行シリーズ

数としての MR アプリケーション開発環境である．個MR プラットフォーム・システムには，利用形態に応別顧客の要望に応じたシステム開発やアプリケーションじて 2 シリーズ（計 3 タイプ）が用意されている（図 4）．

開発は，キヤノン・グループの関連会社が受注できる態

いずれにもビデオシースルー HMD が 1 台含まれ，主た勢を整えている．
シースルー HMD に関しては，しかるべき時期にもっる違いは構成されるシステム・ソフトウエアである．
■ S シリーズと廉価で高性能の後継機種をリリースする計画だが，他

1 台の HMD でシングルユーザが複合現実体験をする社からもそうした製品化が続々と登場してこの分野が活ために必要な機能を備えたベーシック・モデル（S タイ性化することを期待したい．ミドルウェアの SDK シリープ）．体験者が 1 人の場合には，このシステムにメモリズについては，要望の少なくない Windows 環境への移やセンサを増設するだけで，複雑で高度なアプリケー植や，3 自由度センサでの MR 機能の実現など，今後とションも構築可能である．

も基本機能を拡張し充実させて行きたい．

■ M シリーズ
複数人が複合現実空間を共有しながら，同時に MR

参考文献

体験するためのネットワーク型のシステム．空間共有の[1] A. Takagi, et al.: “Development of a stereo video see-

ためのサーバ機能を内蔵した MS タイプ（必須）と，体

through HMD for AR systems”, Proc. ISAR 2000, pp.68-77

験者ごとに増設するクライアントの MC タイプがあり，(Oct. 2000)

LAN で接続して利用する．

[2] 内山 , 山本 , 田村 : 複合現実感のためのハイブリッ
ド位置合わせ手法− 6 自由度センサとビジョン手法の併

4.2 オプションと拡張計画

用, 日本 VR 学会論文誌 , Vol.8, No.1 (March 2003)

ユーザが HMD をかけて体験している様子を第三者の視点から俯瞰するビューを生成する客観視点機能の要望【問い合せ先】が多いため，近日中にオプション製品としてリリースすキヤノン（株）MR システム開発センターる予定となっている．

電話：03-3723-2111

対話デバイスや位置姿勢センサについては，クラスラ

FAX：03-3723-6208

E-mail: mrp@mr-system.com

イブラリを定義すれば，ユーザ自らが拡張できる仕組み

URL : http://web.canon.jp/mr-system/productになっているが，今後これもオプションとして提供でき

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