「インタラクション，99」 平成11年3月

PixelDoubler
増 井 俊 之†解像度の低い表示装置上でより多くのピクセルを表示するための手法PixelDou−blerを提案する。画面を揺らしたり移動させたりすることにより実際の表示装置の解像度より細かい画像を表示することが可能であるが、本稿では表示装置を動かさなくても同様の効果が得られることを示し、その応用についても述べる。

PixelDoubler

ToshiyukiMasui†
WeproposeatechniquePixelDoubler，Whichenablesdisplaydevicestoshowmore
pixelsthanaCtualnurnberofpixels．TbkingadvantageOfthevisualillusione飴ct

COmmgfromthenatureofthehumaneye，PixelDoublercandisplayamovlnglmage
WithuptolOO％morepixelsthanthesti11im喝e．

1．は じめに小型計算機ではディスプレイの解像度が常に問題となる。たとえば160×160ドットの小型PDAに24ドットフォントの漠字を表示させようとするとう6文字しか表示させることができない。このためドット数の少ない簡略化したフォントが用いられることが多いが、読みにくいし文字を区別しにくくなる間邁がある。また大型の電光掲示板などでⅠ享、な卑づく少寧）三ド？ト数で多くの噂率を表弔するための手法が重要である。

Original image

静止画面では画面のドット数を越える解像度で表示を行なうことは不可能である。たとえば上記のPDAでは80本しか線を表示することはできない。しかし、ディスプレイを移動させたり揺らせたりしながら表示を変化させることにより、、さらに高い解像度を表現することができる可能性がある。

X＝012 3 4 5 6 7 8 910111213141516

ディスプレイを移動させながら表示を変化させることにより6ドット幅の領域に4本の線を表示させることができることを図1に示す。ディスプレイを1タイムスライ
ス毎に半ドットずつ左に動かしながら、ま＝0においてtIロIl□□ ，±＝1において tロ■一口l□ ，ま＝2において ローt□■l□ ，．．．を表示すると、∬＝3の位置では黒いピクセルが表示され∬＝5の位置では点滅するゼクセルが表示される。タイムスライスが充分カ、さい場合はユーザには∬＝5の位置には灰色のピクセルが表示されているよ
うに見える。この結果図1の最下行のようにユーザには4本の線が見えることになる。

Perceivedimage
図16ピクセル幅で4本の線を表示†ソニーコンピュータサイエンス研究所

同様の手法により10×10ピクセルの領域に14×14

SonyComputerScienceLabora【0ries，Inc，−105−ドットのフォントを表示する手法を図2に示す。ここで、ディスプレイのピクセルは表示するフォントのピクセルよ2．PixelDoubler

り50％大きいにもかかわらずディスプレイを揺らしなが

図1と同様の手法を用いることにより、ディスプレイをら表示を変化させることによりフォントの細い線も図2（c）動かさずに高解像度の表示を行なうことが可能である。囲のように認識可能となる。

1においてディスプレイを左に動かさず静止させた場合のこのように、ディスプレイを動かしたり揺らしたりすることにより、装置の解像度以上の表示を行なうことができ表示を図3に示す。ディスプレイが静止している場合はパタンが変化しながら右に移動ことになるが、目が移動に追随するのでユーザの目には図1と同じように4本の線が右に移動するように見える。

る。

（a）Originalimage

Perceivedimage
図3 4本の線が右に移動

この効果を利用して画像を移動させながら表示することにより、ディスプレイの解像度以上のピクセルをもつ画像を表示させることができるようになる。この手法をPixelDoublerと呼ぶことにする。
3．門ⅩelDo血bler使用例
本節ではビットマップ画像の表示にPixdDoublerを応用した例を示す。2種類の画像を交互にシフトさせながら表示させることにより実際の解像度より細かい画像を表示することができる。

（b）Disp）ayedimages

図4（a）に226×76ピクセルの原画像10を示す。これをもとにして、2種類の小さな（170×78ピクセル）画像tl（b）と12（c）を用意する。PixelDoublerは、t＝0において（0，0）の位置に11を表示し、f＝1において（0，0）の位置に12を表示する。またt＝2において（−1，0）の位置に11を表示し、L＝3において（一1，0）の位置に12を表示する。
このように2枚の画像をシフトしながら交互に表示することを繰り返すことにより、ユーザには10と同じ解像度をもちかつサイズが小さな画像が見えることになる（図4）。11（C）Perceivedimage

および12も10より少ない情報しか持っていないが、これらを交互に表示することによりユーザには10と同じ画像

図2 ディスプレイを揺らすことによる高解像度表示が認識される。

ー106−

（d）Perceivedimage
図4 2種類の画像を交互に表示させて高解像度を実現

−107−

（b）

（d）11

図5 原画像からの11と12の生成

図1に示したように、画像11、12は原画像IOを低い解像度の穴から覗いて得られる画像に対応している。10から11，I2を生成するアルゴリズムを図6に示す。

動かすことによりさらに高解像度の画像を表示させること。1／4ドットずつ画像をシフトさせた場合をが可能である
図7に示す。この場合ユーザは何段階かの輝度レベルを認識することになり半ドットず？動かす場合よりも高い解像度が認識可能である。しかしタイムスライスが充分小さくない場合は画面がちらつくことになるため、CRTモニタなどのように表示サイクルが1／60秒程度の装置では通用がむずかしい。LEDを並べた場合のように表示サイクルを高速にできる場合に有効であろう。

画像IOの各行について以下を実行（1）ピクセルを6倍に拡大（図5（p））（2） ひとつめのギャップを始点としてピクセルを8ピクセル毎のブロックに分割する（図5（C））（3）各ブロックに対し、コの数と□の数を比較してその結果により12のピクセルの色を決定する（4）5番目のギャップを始点としてピクセルを8ピクセル毎のブロックに分割する（図5（d））（5）各ブロックに対し、■の数と口の数を比較してその結果により11のピクセルのt＝Ot＝1

t＝2

色を決定する
図占11，12作成アルゴリズム

4．議
4．1 応 用ディスプレイを動かしたり揺らしたりするととにより解像度を上げる手法は、ScrollDisplayl）のようなディスプレイとマウスが融合した装置に対して直接通用可能である。ScrollDisplayではディスプレイがlピクセル以上移動するまで表示は変わらないが、ディスプレイの位置に応じて表示を変更することにより図2のような効果を容易にt＝3t＝4t＝5t＝6t＝7得ることができる。このような拡張Scro11Displayでは、解像度の高い表示が要求されるときにユーザが装置を揺らすという使いかたができる。
PixelDoublerでは画像は等速度で一定方向に移動する必Perceivedimage

要がある。この制限が最も大きな間邁であるが、長いテキストをスクロールさせながら表示させる場合や電光掲示板などのようにテキストが等速度で一定方向に動くことが好ましい場合に適用が有効であろう。

図7 画像を1／4ドットずつシフトさせた場合

4．3 関連研究

4．2 解像度の向上
PixelDoublerにおいて、画像を1タイムスライス毎に必ずしも半ドットずつ移動させる必要はなく、さらに低速に∫α鮎乃J∫ガ肋2）は通常のビデオ画像から画像のクラスを抽出して再利用するシステムであり、動画像から高解像度の静止画像を抽出する点でPixelDoublerに類似している。
高速に動く物体をビデオのような時間解像度の低い表示−108−

装置で自然に表現するために、動く物体をぼやけた画像で表現するモーションブラーの手法がよく使われる。これは人間の視覚特性を利用している点でPixelDoublerに似ているが、解像度を上げる効果は無い。
5．結
低解像度の表示装置を移動させたり揺らしたりすることにより高い解像度を得るシステムPixelDoublerを捷案した。PixelDoublerは人間の視覚特性を利用することにより実際よりも多くのピクセルをディスプレイ上に表示することができる。この手法はPDAのような小型端末や電光掲示板など広い範囲に適用可能である。
参 考 文 献1）S追0，I．：ScrollDisplay：PoimingDeviceforPalmtop
Computers，AsiaPac押a叩uterHumanhteltZCtion

1998伍PC7H98），IEEEComputerSociety，PP．243−248（1998）．

2）Tbodosio，L．andBender，W．：SalientVideoSti11s：

ContentandContextPreserved，ACMMultimedia

93

ア和Cβg成乃g∫，pp．3凱46（1993）．

一109−