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巻頭言

日本バーチャルリアリティ学会誌第 14 巻 4 号 2009 年 12 月

巻頭言

実世界と VR 世界の境界

広田光一
東京大学
1．はじめにいれば，あるいはさらに，感覚が一致していなくても環VR 技術は効果として現実と同様に機能する環境を作境の認識を可能にすることができれば，というように，り出す技術であるが，そのアプローチは多様である．現より抽象化された現実感を目指すことになる．余談であ実感を追求するのか実用的な折衷を模索するのか，完全るが，これまでの研究においては，感覚と刺激の情報がに没入するような環境を目指すのかあるいは限られた一部分に VR を導入するのかなど，興味や目的によっても計算機の内部表現として必ずしも明確に分離されていなアプローチは異なってくる．筆者はこのところ，VR 環理的な現象によって生じることから，バーチャルな刺激境の構築についてその基本的な考え方に立ち戻って考えの計算も物理的モデルにもとづいて行われる事が多く，させられる機会が多く，このような本質的な問題についしたがって，感覚とは無関係であると位置づけられるたて自身の考えや理解を深めてこなかった事に気づかされめであろう．例えば，感覚のレベルでの現実感を実現す反省させられている．

ることを考えると，感覚の内部表現から実世界での刺激い場合が多いように思われる．これは，現実の刺激が物までの特性が人の感覚特性の逆変換を近似するようなモ
2．現実感の捉え方デル化が必要になると考えられる．

一つは現実感をどのように捉えるかということである．一般的な VR システムは，人と VR 環境とが動作を操作についても同様である．VR の場合には環境の状態を直観的に更新することが目的となり，それを実現する計測するセンサと感覚情報を提示するデバイスで結びつ手段が操作である．人は操作を実行するために，いわばけられている．感覚情報の提示において人に提示される操作の逆問題を解くようなことをして手や体の運動を生のは刺激であるが，刺激を与えること自体が目的ではな
く，例えば作業環境としての VR では，環境の状態を直成する．この運動が計測され，計算機内での表現に変換観的に伝達することが本来の狙いである．具体的な情報態が更新される．操作についても，もっとも具体的な実の流れを考えると，まず，環境および人のモデルから提現は，人の動作について十分な自由度と精度の計測を行示すべき刺激の計算を行う．
これによって得られるのは，い，現実との整合性の高いモデルにこれを与えることで，刺激の内部表現とでも呼ぶべきものである．これをデバ結果として現実に類似した操作を可能にすることである．

イスにより実世界での刺激として提示し，その刺激を人

しかしながら，このアプローチは必ずしも関心を集めてが知覚することで感覚として意識に上り，これを通しているとは言えない．筆者の考えでは，その理由の一つはその人は環境の状態を認識する．

力覚提示技術がまだ不十分なことにある．厳密には力覚され，これを基に操作モデルの計算が行われ，環境の状

感覚情報提示の現実感の最も具体的な実現は，刺激のという感覚よりむしろ運動の拘束を生成することが重要レベルで現実と同等な状態を実現することである．こので，これが実現されないと操作について現実との整合性ためには，上の情報の流れのうちの人間以外の部分を理が得られない．
この問題による不整合が非常に大きいため，解し実現しなければならない．しかしながら，刺激を実計測精度やシミュレーション手法の改善を試みても，現時間で計算することが難しかったり，デバイスの能力に実感の向上につながらない．そこで，操作についても異も限界があったりして，十分に現実感のある刺激を提示なるレベルでの実現感が模索される．
操作を抽象化したり，できない場合もある．そこで，刺激は現実とは一致して現実と異なる法則性を導入することで「便利な」環境をいなくてもそれが生起する感覚が現実のものと類似して作ったりする．VR 世界の法則とユーザが逆問題を解く法

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JVRSJ Vol.14 No.4 December, 20095187

則とが一致してさえいれば，この法則が必ずしも現実のを現実と考えることもできる．このときバーチャルなのそれと類似していなくても良いからである．

はその対象物の挙動だけである．筆者はこのアプローチ

このようなとりとめのないことを考えているきっかけ

を対象指向の力覚提示と呼んでいる．ちなみに，デバイの一つは，VR 技術を応用した五感コミュニケーション

スはバーチャルには存在しないもの，つまり人がその存に関する共同研究に加えていただくことになったことに在を意識する必要がないものである．この対象指向のアある．この研究では「超臨場感」をキーワードとしており，プローチでは対象の表面は人が意識するものであること

筆者はとりあえずこの言葉を，刺激や動作は現実に忠実から，これをデバイスの一部と考えるべきではない．

でなくてもより上のレベルで現実感や臨場感を得ること

従来からあるペンなどの道具を模した把持部に力やトができるアプローチと解釈して取り組んでいる．ちなみ

ルクを提示する装置も，この範疇に入らないことはないに，コミュニケーションでは，人対人の意志や情報の伝が，環境にある対象は道具とは異なって多様であり，扱達というもう１レベル上の目的があり，相互の環境の状態を VR 的に伝えることはそのための手段に過ぎない．

われ方も操作に対する反応も多様である．つまり，必ずしも道具と呼べない様々な対象について，その挙動をバーチャルに実現することを考えてみることになる．例えば，

3．現実感の伝え方

お茶の入ったペットボトル．持ち歩ける対象であるから，もう一つは，VR の実現形態についてである．人間は非接地の実現が望ましい．内容物がこぼれなければ全体実世界におり，VR 世界は計算機の中に定義されるので，の質量が変化せず，重心が容器の内部にあり，力学的にはその間のどこかに境界があるはずである．そしてその境運動量と角運動量が保存される．慣性による力は比較的短界をどこにとるかによって，VR の実現方法が異なった時間しか生成することができないため，感覚刺激の生成とものになってくる．ここで境界といっているのは刺激がいう観点からは必ずしも使いやすい手法ではなかったが，生成され運動が計測される境界のことを指しているのであって，実世界と生成される VR 世界に境界があるとい容器を振ったときの反力はそれ自体が慣性による力であう意味ではない．わかりやすい例は HMD とグローブにも興味深い．流体特有の複雑な反力を返すが，この流体のよる古典的な実現である．これらのセンサやデバイスは運動は人の操作によって生成されるもので，これ自体が人に密着して使用され，人の目に直接的に情報を提示し，エネルギーの供給を必要とするものではない．
したがって，人の動作そのものを計測する．VR と現実の境界を人のバーチャルな実現においても受動的な実装の可能性があ表面にとろうとしていることが概念的に明白である．このようなシステムが VR の象徴的存在となっていること

る．何の役に立つのか？という声が聞こえてきそうである

り持続するものではない．また，受動的な対象であることが，問題発見の作業仮説としてそれなりに面白そうである．

も納得できる．これに対して CAVE のような環境では4．おわりにこの境界が投影ディスプレイという形態で少し離れたところに設定されている．なお，メガネを利用する立体視現実感とは何でそれをどのように実現するかという問システムでは，映像の表示面からメガネまでの間は物理

題は，VR という研究領域ができてから何度となく議論的刺激が完全に再生されてはおらず，境界が表示面であされてきた．それぞれの議論の背景や興味はその時そのると考えることは厳密には正しくないかもしれない．

人によって異なっている．ここで述べたことも筆者も自このような境界の考え方の違いが実装に端的に現れ身の現在の問題意識にもとづくもので，一般性のある議るのが触力覚提示である．触力覚の特殊性は何か実体の論になっているかどうか疑わしい．VR 研究にたずさわあるものと接触して初めて感覚が生起すること，その接る者として，迷ったときに立ち戻る原点はやはり「現実触がそのまま環境に対する操作となることである．古典的な VR のアプローチに倣うならば，人の皮膚表面での感とはなにか」という事なのかもしれない．

運動を計測し触力覚の提示を行うことになる．筆者はこれを人間指向の力覚提示と呼んでいる．それでは CAVE

【略歴】のようなアプローチはどうか．環境と人とが触れている状態を考えると，VR と現実の境界はその接触している

東京大学大学院 新領域創成科学研究科 准教授
1994 年 3 月 東京大学大学院工学系研究科産業機械工学部分を通ることだけが必要条件として求められるので，専攻博士課程修了，博士 ( 工学 )，1993 年 4 月 日本学術

境界のひき方には様々なものが考えられるが，人間指向と対極のアプローチとしては，環境中の対象物の表面の振興会特別研究員（東京大学人工物工学研究センター），
1995 年 4 月 豊橋技術科学大学情報工学系助手，2000 年

近傍に境界をとることが考えられる．いわゆる面提示あ

1 月 東京大学先端科学技術研究センター助教授，2005

るいは遭遇型の考え方である．さらに，対象物表面まで

年 2 月より現職．

広田光一（HIROTA Koichi）

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