「エンタテインメントコンピューティングシンポジウム (EC2021)」2021 年 8 月

研究利用しやすく標準性を目指した
ビデオゲームの設計と開発
岡 拓也1 , a)

川島 拓也1 , b)

林 大智2 , c)

渡邊 恵太2 , d)

概要：研究者がゲーム研究を行う場合，市販のビデオゲームは著作権の問題で研究対象や素材としての利用が難しい．そのため研究者はビデオゲームを自作することがあるが，制作コストの課題から簡素になる傾向がある．また研究者自身がビデオゲームを自作することは研究の客観性が保てない．さらにゲームコ
ントローラーの評価においても研究者間で基準となるビデオゲームがない．そこで本研究では誰もが利用可能なオープンビデオゲームライブラリを作成する．

1. はじめに
ビデオゲームは映画や音楽と同じように大衆化し，多く

2. 関連研究2.1 ゲーム体験の定量的評価の側面から研究されている．特に認知度の高いビデオゲー

新たなゲームコントローラーや体験手法を開発し，ゲー

ムは研究に多く引用されている．一方でビデオゲームに関ム体験を向上させる試みが多くなされている．一方でゲーする研究を行う場合，著作権の問題で市販のビデオゲーム

ム体験の客観的な評価は難しい．そのため The Player Ex-の利用は難しい．そのため研究者はビデオゲームを自作すゲームが独自の物となり他研究との相対評価が難しい．例

perience of Need Satisfaction (PENS)[15] や The Game
Experience Questionnaire(GEQ)[11] といったアンケートが開発されている．また Brown ら [2] は，Subjective Mental Eﬀort Questionnaire(SMEQ)[12] によりユーザの精神的努力を，Consumer Product Questionnaire(CPQ)[1] にえばゲームコントローラーのヒューマンインターフェース

よりユーザの満足度を定量的に評価した．アンケート以外を評価する際に，各研究者が異なるビデオゲームを用いるにもフィッツの法則 [6] を用いて，ゲームコントローラーとコントローラー間の相対的な比較が難しい．

の性能を評価できる [14]．また視線を計測してプレイ中のる必要があるが，制作コストや開発スキルの問題からゲーム性が低くなる傾向がある．また各研究者が自作したビデオゲームを評価実験に用いる場合，評価基準となるビデオ

そこで本研究ではこれらの問題を解決し，誰もが利用可

集中度を評価する事例もあった [28]．本研究では，シュー

能なオープンビデオゲームライブラリを提案する．オープ

ティングゲームの照準の正確性やレースゲームのハンドリ

ンビデオゲームライブラリは 3 つの観点からゲーム研究にングなどの，新たな定量的尺度を提供する．これらを数値貢献する．

として出力し，コントローラーの相対的な評価を可能にす( 1 ) 評価実験に用いることで，研究間で評価対象の相対的る．また多くのゲーム研究者が本研究のビデオゲームをベな比較を可能にする．

( 2 ) 研究者がビデオゲームやアセットを開発する負担が減る．

ンチマークとして利用することで，アンケート結果を他の研究と比べて相対評価できるだろう．ベンチマークに関する関連研究は次の節で述べる．

( 3 ) デモンストレーション等の研究発表に利用し，聴衆の研究内容の理解や興味関心の惹きつけを促進する．

2.2 様々なベンチマーク
ベンチマークとは特定の評価軸において評価対象間の相

1
2
a)
b)
c)
d)

明治大学大学院 先端数理科学研究科
先端メディアサイエンス専攻
明治大学 総合数理学部 先端メディアサイエンス学科
cs212022@meiji.ac.jp
cs212007@meiji.ac.jp
ev190530@meiji.ac.jp
keita w@meiji.ac.jp

c 2021 Information Processing Society of Japan
⃝

対的な評価を可能にするための共通評価基準である．ゲー
ム分野においては UL Benchmarks 社 [20] が開発している 3DMark[19] がある．これは PC などゲームをプレイするデバイスの 3D 性能を測るビデオゲームであり，質の高181

いゲームが数種類用意されている．評価対象はデバイスのHejine ら [9] は，「ゼルダの伝説 神々のトライフォース」

GPU や CPU に留まり，ゲーム体験やビデオゲームコンをベースにした，アクション RPG における手続き型コントローラーのヒューマンインタフェースを評価するものでテンツ生成（PCG）環境を提供している．外部指標に合わはない．

せてデザインを調整できたり，プレイヤーの行動ログを取3DBenchy[4] は Creative Tools 社 [5] が公開している
3D モデルデータである．従来 3D プリンタの実際の性能は適当な 3D モデルを用意し，出力された印刷物を見て得できたりと，実験の環境構築や分析を容易にしている．

評価していたが，これでは評価基準が各々に委ねられ他タを細かく変更できる，実験用ソフトウェアを公開しての 3D プリンタとの相対的な比較ができなかった．しかしいる．

3DBenchy をベンチマークとして 3D プリンタを評価する
ことで，個人の基準に依存しない相対的な評価が可能となる．

Fukuchi[7] は，プラットフォーム（ジャンプアクション）
ゲームにおけるジャンプ処理やカメラ移動処理のパラメー

3. オープンビデオゲーム
オープンビデオゲームとは，評価実験や素材として誰もダミー人形 [13] は車の衝突実験に用いられるベンチマーが利用可能なビデオゲームである．オープンビデオゲーム

クである．これは車が衝突した際の乗車中の人間の挙動をライブラリは，様々なジャンルのビデオゲームや関連素材評価するために使われるもので，人間の物理的な情報を基を備えたライブラリである．本章ではオープンビデオゲーに作られ，衝突時の挙動を再現する．ゲーム研究の評価実

ムのコンセプトの設計方針について述べる．

験においても実際のプレイ状況を再現する必要があるが，市販のゲームを用いることができない．そのため市販ゲー
ムと同等の質で，実際のプレイ状況を再現可能なビデオゲームが必要である．

3.1 コンセプト
研究利用するビデオゲームは研究者が利用しやすく，各研究条件を満たすものを目指す．研究利用するビデオゲー
ムはジャンルから選定される場合が多いため，過去の研究

2.3 オープンなコンテンツ

をもとに人気ジャンルのビデオゲームを優先して開発する.

他分野においては本研究のようにオープンなライブラリ

さらに各研究者がビデオゲーム内のパラメータを調整し，を提供し，研究に貢献する試みがある．後藤ら [26] は，研研究条件に沿ったビデオゲームに実装可能にする．論文や究に利用可能な楽曲・楽器音データベースを公開している．

資料に掲載する素材としても十分と判断されるために，ビ

著作権処理済みの音データ全 315 曲を収録しており，楽曲

デオゲームのビジュアルは質が高く稚拙に感じさせないもを利用した実験やデモンストレーションに使用できる．まのにする．

た歌声の研究のための，ハミング・歌唱・歌詞朗読を含んまたビデオゲームコントローラーの評価実験に利用しやだ音声データベースも公開している [27]．Tsuchida ら [18]

すいものにするため，多様な入力手法に対応する必要があは，ダンスの研究のためのストリートダンス動画データ

る．さらにゲーム内容が複雑になると学習に時間がかかりベースを公開している．新たに制作したダンス楽曲 60 曲

効率的に実験することができなくなるだけでなく，誤ったと，それに合わせて 10 のダンスジャンルを踊るダンサー

理解のまま実験し実験結果の信頼性に影響を及ぼす可能性の動画全 13,960 本を収録している．これによりダンスのがある．このような評価上のノイズとなりうる参加者の理モーション識別やダンスジャンル推定，ダンス動画の生成

解度のばらつきを抑えたゲームデザインをする．またゲーなどの，ダンスに関する幅広い研究テーマに役立つ．

ム結果のログを取得可能にし，コントローラーを介したプ

質の高い二次利用可能なコンテンツを提供し，クリエ

レイヤー体験を定量的に評価・分析可能にする．

イターや研究者を支援する試みが多くなされている．ユ
ニティちゃん [24] は 3D データが無償で配布されており，キャラクターデザインや 3D モデリングできないゲームク

3.2 設計方針
3.2.1 ジャンルの選定

リエイターのゲーム開発を助けている．初音ミク [23] は

本研究のビデオゲームを開発するにあたり，新しいコン

二次創作に使用できるキャラクターとして広く使われておトローラーや体験手法を評価するためにビデオゲームをり，ニコニコ動画*1 にはオリジナル楽曲や 3D 映像作品な利用している先行研究を調査した．どのようなビデオゲー

ど多くのコンテンツが投稿されている．これらのライブラ

ムが利用されているかを明らかにし，オープンビデオゲー

リやコンテンツのように，本研究でも様々なジャンルのビムの開発の参考にする．ビデオゲームのジャンルの分類

デオゲームや関連素材を提供し，ゲーム研究の分野への貢はサイトやメーカーにより様々であるため，今回は Wolf

献を目指す．

ら [22] の 42 ジャンルの分類を用いた．この分類は主にビデオゲームとプレイヤーのインタラクティブ性に基づいて*1

https://www.nicovideo.jp/video top/c 2021 Information Processing Society of Japan⃝おり，ゲーム体験の評価に利用するビデオゲームのジャン

182

ルの選定に適切であると考えた．
まず ACM Digital Library を用いて，以下のクエリで検索した．
Title:((game AND device) OR (game AND controller) OR (gameAND experience)) AND Abstract:((game AND device) OR (gameAND controller) OR (game AND experience))

その結果，575 件の論文がヒットした．また情報処理学会の電子図書館でも同様に検索し，日本で発表されている論文も調査した．詳細な検索ができなかったため，タイト
ルと概要をそれぞれ別で検索をかけた結果，323 件の論文がヒットした．これらの研究のうちタイトルと概要，本文を見てビデオゲームを評価に用いているものを抽出した．

図 1

評価に使われているビデオゲームのジャンル
分類は Wolf ら [22] の 42 のジャンルによるゲームの開発自体をメインに行ったもの，ゲーマーについての調査したもの，ゲーム理論に関するものなどは除外し

表 1 Wolf らによるジャンルの分類た．またビデオゲームを評価に利用しているものでも，物「Driving」「Platform」「Shoot ’Em Up」の定義
ステアリング・操縦性・スピード

理的な要素を軸にしているもの，処理性能を測るためのもの，ゲームの構成が非常に限定的なものも除外した．信頼

Driving

運転技術をベースにしたゲーム

性を高めるために，内容が重複しているもの，ゲームの説
明が不十分なもの，ページ数が極端に少ないものも除外し走る・登る・跳ぶなどの移動手段を

Platform

た．最終的に 105 件の論文を抽出した．1 つの研究で複数のビデオゲームが使われているものがあり，また 1 つのビ
デオゲームで複数のジャンルを有するものもあった（例えコントロール・燃費など，主に用いて一連のレベルを移動することが主な目的となるゲーム

Shoot ’Em Up

複数の敵やターゲットを撃ち破壊するゲーム

ば，「Need for Speed™*2 」は Driving と Racing の 2 ジャンルをカウントした）．
その結果全部で 206 のデータが得られ，図 1 のような数などがある．パラメータ設定画面からスライダー UI を操作し，各パラメータを調整する．

ジャンルが利用されていた．Adventure や Racing は市販

プレイを通して記録されたパラメータを取得可能にすのものには含まれていたが，研究者の自作のものにはほとる．これを利用してビデオゲームコントローラー，さらにんど含まれていなかった．また市販のものを用いた実験ではプレイヤー体験の定量的な評価・分析を可能する．

も，ストーリー全体のうち一部のステージしかプレイさせ3.2.3 多様な入力方法への対応ていなかった．このことから評価に利用したいビデオゲー

センサ部品の小型発展によりジェスチャー [3] や視線 [17]，ムは，ストーリーや世界観，目標の部分よりもその場のアブレイン・コンピュータ・インターフェース [8] を入力としクションや操作性が重要であると示唆される．入力の遅延

たビデオゲームコントローラーの研究が増えている．これによる影響を調査した論文 [16] でも，Platform や Sportsに伴い，コントローラーの評価実験用ビデオゲームは多様などプレイ中の操作量のばらつきが少ないものが利用されな入力方法に対応させる必要がある．そこで本研究では，ていた．そのためオープンビデオゲームライブラリには，Human Interface Device[21] での入力に変換された入力

Sports・Shoot ’Em Up・Platform・Puzzle・Driving なもしくは，シリアル通信により送信された入力情報をゲー

どのアクション要素の強いジャンルを備えるべきである．

ム内入力にマッピングする．単一のビデオゲームを入力方

今回はそのうち，Shoot ’Em Up・Platform・Driving の法の異なる複数のコントローラーでプレイ・評価し，相対

3 つのビデオゲームを開発した．それぞれのジャンルの定義は表 1 の通りである．開発したビデオゲームについては4 章で詳しく述べる．
3.2.2 ゲーム内パラメータの調整・取得可能性

的な比較ができる.

3.2.4 学習しやすいゲームデザイン
評価実験で使うビデオゲームは学習のしやすさについて考慮する必要がある．非現実的なストーリーや世界観の設

本研究のビデオゲームのパラメータを部分的に調整し，定は学習コストが高いだけでなく，理解度にばらつきが出

各研究条件に沿った内容にする. ゲーム内パラメータは入る. そこで，現実の身体体験で感じるゲーム性を参考に，力のしやすさを調整する移動感度や難易度を変更する敵のプレイヤーがキャラクターを連続的に制御する必要がある
ゲームデザインを試みた. ビジュアル面においても，実験*2Electronic Arts Inc. が発売しているレーシングゲーム
https://www.ea.com/ja-jp/games/need-for-speed/need-forspeed/c 2021 Information Processing Society of Japan
⃝

参加者の文化的背景によって解釈の差が生まれうる特徴的な表現を避け，意味を抽出した記号的なデザインにする．

183

図 2

開発したオープンビデオゲームのプレイ画面

Hunter-Chameleon （左），Escape ﬁsh （中央），Sliding penguin （右）4. オープンビデオゲームの開発

4.2 Escape ﬁsh
Escape ﬁsh は海流に流され網に捕われないよう魚をコ

本研究では動物のメタファを利用したゲームデザインをントロールし，できるだけ移動距離を伸ばすことを目的と試みる．特定の人間や人型キャラクターに対する認識と比した Platform ゲームである（図 2 中央）．敵や障害物に当べ動物に対する基本的な認識は文化や個人の経験に依存したらないよう，上下移動と進行方向と逆向きの海流に逆らにくく理解度のばらつきを抑えることができる．特定の状

うための入力をし続ける必要がある．泳いでいる仲間の魚況に置かれた動物の次の行動に対しての推測可能性を利用に触れて群れを大きくすることで残機を増やせるが，そのし，目的や制約を自然に理解できるゲームを目指した．

分当たるスペースも大きくなるので制御が難しくなる．ままた本ビデオゲームをコントローラーの評価実験に用いた障害物の数や海流の強弱など，プレイヤーをとりまく環ることを想定し，常にコントローラーを操作している状態，

境は常に変化し続けるため，柔軟に対応し制御することがつまりキャラクターの連続的な制御を必要とするゲームデ求められる．研究者が調整可能なパラメータは，「上下移ザインにした．連続的に制御する必要のある状況を 3 種類

動の感度」
「水流の力」「加速時の推進力」である．ゲームに分類した．(i) 敵が絶え間なく迫ってくる場合，(ii) 環境

結果として出力する数値は，生き延びた時間及び移動距離が複雑な場合，(iii) キャラクターがアンバランスまたはアである．

ンコントローラブルである場合である．これらの状況を最低 1 つ再現することで連続的な制御が必要なビデオゲーム
本章では，以上のことをふまえて開発した 3 つのビデオ

4.3 Sliding penguin
Sliding penguin は親ペンギンが，滑りやすい氷上で魚を見つけるために探索する Driving ゲームである（図 2 右）．

にする．
ゲームと試用考察について説明する．それぞれ「タイトル」

このビデオゲームの目標は，制限時間内で多くの魚を捕ま「テーマ」「ゲームの目的」「終了条件」「調整可能なパラメー

え、子供ペンギンに与えることである．親ペンギンは魚とタ」「取得可能な数値」を述べる．共通している部分とし子供ペンギンの間を行き来するが，海に落ちると強制的にて，ゲームスコアとコントローラーの「入力回数」「変位」

終了となる．また，親ペンギンの加速と取得した魚を投げを取得可能にした．

る機能を駆使し，時間短縮が可能である．一度力を加えると滑り続ける氷上を海に落ちないように移動するため，プ

4.1 Hunter-Chameleon
Hunter-Chameleon は，カメレオンの舌でターゲットを撃ち抜く Shoot ’Em Up ゲームである（図 2 左）．このビ

レイヤーは連続的な制御が必要である．研究者が調整可能

デオゲームの目標は，制限時間内に次々と出現するハエや当たりに取得するのにかかった時間である．

なパラメータは，「操作感度」「制限時間」「出現する魚の数や種類」である．ゲーム結果として出力する数値は，一匹果物といったエサを舌で入手しスコアを伸ばすことである．
例えばハエは左右から出現して水平移動し，リンゴは上か

4.4 開発したビデオゲームの試用考察

ら自由落下してくる．ターゲットの中にはカメレオンにダ

参加者のプレイの学習コストを下げるために，動物のメメージを与えてくるものもあるため，それらを優先して撃タファを採用した．動物は世界共通認識であり，操作方法

ち落とす必要がある．トリガーを引いた照準の座標とターや目標が分かりやすい．またプレイヤーにとって親しみゲットの当たり座標が近いほど高いスコアが得られる．調やすいゲームデザインにできる [25]．今回開発した 3 つの整可能なパラメータは，ターゲットの「出現頻度」「移動速

ゲームでは，「カメレオンが獲物を捉える」「魚が海中を泳度」である．取得可能な数値は，ターゲットへの「ヒットぐ」「ペンギンが氷上を滑る」という類推可能性の高いテー数」「ヒット率」である．

マで開発した．
またコントローラーの評価実験に用いることを想定し，連c 2021 Information Processing Society of Japan⃝184

続的に制御する必要のあるゲームデザインにした．Hunter-

Chameleon では絶え間なく出現するターゲットを撃ち続ける設計 (i)，Escape ﬁsh では海流に流されないように調整し続ける設計 (ii)，Sliding penguin では想定通り移動できるようコントロールし続ける設計 (iii) にした．コント

ればならない課題である．

5.3 コンテンツの質
今回開発したゲームでは，自らグラフィックを作成した部分もあれば，Unity*3 のアセットを利用したものもある．

ローラーを常に操作し続けなければならないため，コント

我々はグラフィックやサウンドエフェクトについての専門

ローラーの評価実験に利用するビデオゲームとしては適切性は低いため，高品質で適切な素材を用意することが難しな設計にできたと考える．

い．本ビデオゲームが広く利用されるためにも，今後はよ

5. 議論
本稿では，オープンビデオゲームのコンセプトと設計り高品質なグラフィックやサウンドエフェクトを準備することが重要な要件になると考える．そのため，例えば科研費などの費用を獲得し，プロのグラフィックデザイナーや

方針，3 つビデオゲームの開発に留まっている．提案したサウンドクリエイターへ発注するのも 1 つの方法である．

それぞれのビデオゲームのステージは 1 つのみで，グラ

これは多くの研究者が長く使用しても飽きにくくさせたフィックやサウンドなどの作り込みは改善の余地が多々あり，あるいは国際的にも魅了できるような耐久性のあるビ

る．そのうえで今回開発したビデオゲームから，オープン

デオゲームに仕上げるためである．

ビデオゲームの目的を達成するうえでの課題や要件などを議論する．

また，ゲームのプラットフォームも年々変わるため，プ
ログラムの改良やバグ対応などメンテンナスが必要である．ベンチマークや評価として利用するために，長期的に5.1 評価実験に利用可能か

これらのビデオゲームにアクセス可能であることが重要に一般的に評価実験は操作方法の教示や練習というステッなる．そのため GitHub*4 を用いてソースコードを公開共プがある．現在はステージは 1 つのみであるため，遊び方

有し，研究者間でメンテンナンス維持していかなければなを理解するためのモードがない．また実験は複数セッショ

らない可能性がある．

ン行うことも多い．さらに，複数の研究者が実験で使うと実験参加者はその慣れが学習効果に反映されてしまう可能性がある．そのため 3.2.2 で述べたように，ゲーム性は変5.4 今後開発すべきビデオゲーム
今回開発した 3 つのビデオゲーム以外にも，多様な操作えずにその中のパラメータ調整や，多様なステージを用意

性やゲームデザインを持つビデオゲームをライブラリに備したり，敵キャラクターの出現方法，出現場所などを変ええる必要がある．先行研究の調査により，モーションを入られるような仕組みを作ることが必要である．このように力とした研究に Sports ゲームが多く利用されていたため，研究者にとって利用しやすい環境にするために，ゲームと優先して開発する必要がある．しかし Sports で動物のメしての作り込みだけでなく実験のフローを考慮した設計にタファを用いる場合は，ゲーム性が分かりづらくなる可能

洗練させていくと研究者にとってより使いやすい環境にな性があるためキャラクターデザインを検討するが必要がある．また他の複数の研究者に本ゲームを使用してもらい，る．また今回は Wolf らの分類から 3 つのジャンルを選定

フィードバックを得ることで，実験者フレンドリーなゲー

しビデオゲームを開発したが，今後はゲームの要素をアクム実験環境を目指す．

ションや目標などでさらに細かく分類して [10]，研究者が重要視しているゲーム要素を明らかにしたい．

5.2 ベンチマーク性
新しいコントローラーを開発した際にオープンビデオ
ゲームをプレイすることで，興奮するポイントやミスしやすい場所の違いや，スコアの変化を表出できる．これによって異なるコントローラーがもたらす体験の特徴を言語

VR ゲームを利用している研究も多くあった．今回はどれも 3 人称視点の 2D ゲームであったため，VR 用の 1 人
称視点ゲームも開発する必要がある．

6. おわりに化し，相対評価しやすくなる．ただし，この際パラメータ

ゲーム研究発展のための，オープンなビデオゲームのコを調整して各プレイごとに変えてしまうと，ベンチマーク

ンセプトと開発したゲームを述べた．ゲーム研究のデモン性が薄れる恐れがある．そのため研究者は同じパラメータストレーションや共通のベンチマークとして使うことを想で実験参加者にビデオゲームをプレイさせる必要がある．

定し，選出した 3 つのジャンルのゲームを開発した．直感

しかしコントローラーによっては，その特性の違いからこ的に目的が理解でき，かつ魅力的で普遍的なゲームを目標

れらのビデオゲームへの最適化しなければならない部分がにした．今後は研究者が必要とするゲームのさらなる調査

出てくる．どのようにその整合性をとり，かつゲームの難易度に影響を与えないようにするかは，今後の検討しなけ

c 2021 Information Processing Society of Japan
⃝

*3
*4

https://unity.com/
https://github.com/

185

⟨https://www.nhtsa.gov/nhtsas-crash-test-dummies⟩（参照 2021-07-26）.

や，オープンビデオゲームの方向性について議論していく必要がある．
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