WISS2013

鍵盤上への演奏補助情報投影機能をもつピアノ学習支援システムにおける熟達化プロセスに関する調査
竹川 佳成

椿本 弥生

田柳 恵美子

平田 圭二 ∗

概要. 楽器の演奏技術の向上には多大な時間や労力を必要とするため，敷居の高さに利用を断念したり，習熟効率の低さから挫折してしまう演奏者が多い．この問題を解決するために，筆者らの研究グループは，鍵盤上部に設置したプロジェクタを用いて鍵盤上や鍵盤の周囲に打鍵位置情報など演奏補助情報を投影するピアノ学習支援システムを構築してきた．評価実験から比較手法である「光る鍵盤」の学習方法と比較して課題曲を効率的に学習できることが明らかになったが，「課題曲を効率的に学習できただけか，あるいは，ピアノ演奏そのものの演奏技術が向上したのか」「必要とする提示情報は熟達度に応じて変化するのか」といった提案する学習支援システムを使用した場合における熟達化プロセスは十分調査できていなかった．そこで本研究では，この問題を解決するために，ピアノ学習支援システムの熟達化プロセスの詳細な調査を目的とする．評価実験では，提案する学習支援システムを使いながら 5 日間かけて 6 人の被験者に 1 日 30分間課題曲を練習してもらい，実験日ごとの熟達度を調査するためにシステムの補助がない状態で課題曲を演奏してもらった．練習中に記録した打鍵データや視線データなどをもとに熟達化プロセスを検証した．

1

はじめに

ピアノ演奏では，譜読み，指示されている鍵への正確な打鍵，適切な運指（指使い），リズム感覚，打鍵の強弱，テンポなど，さまざまな技術が求められ，それらの修得には長期間の基礎的な練習を必要とする．ピアノ演奏には多大な時間と労力を必要とするため，敷居の高さに利用を断念したり，習熟効率の低さから挫折してしまう演奏者が後を絶たない．特に初心者にとって，譜面上の音符および運指を見て，音符から鍵盤上の打鍵位置をイメージし，指示された運指で弾くという一連のプロセスは最初に立ちはだかる難関で，このプロセスに対する労力や精神的負荷の軽減が楽器演奏を楽しめ長続きさせる秘訣であるといえる．演奏初期段階（ピアノ初心者が初見の楽曲に対して運指や打鍵位置を覚えるために練習している段階）における敷居を下げるために，筆者らの研究グループは，鍵盤上部に設置したプロジェクタを用いて鍵盤上や鍵盤の周囲に打鍵位置情報など演奏補助情報を投影するピアノ学習支援システムを構築してきた [1]．評価実験から比較手法である「光る鍵盤の学習方法 [2, 3]」と比較して効果的に学習できることが明らかになった．しかし，「課題曲を効率的に学習できただけか，あるいは，ピアノ演奏そのものの演奏技術が向上したのか」「必要とする提示情報は熟達度に応じて変化するのか」といった提案する学習支援システムを使用した場合における熟達化プロセスは十分調査できていなかった．
そこで本研究では，この問題を解決するために，ピアノ学習支援システムの熟達化プロセスの詳細な調査を目的とする．
評価実験では，提案システムを使いながら 5 日間かけて 6 人の被験者に 1 日 30 分間課題曲を練習してもらい，実験日ごとの熟達度を調査するためにシステムを利用しない状況で練習後に課題曲を演奏してもらった．また，5 日間かけて練習してもらう課∗Copyright is held by the author(s).
公立はこだて未来大学

題曲とは異なる曲を実験初日と 5 日目に演奏してもらい，提案システムを使って練習したときのピアノ演奏技術の熟達度を調査した．さらに，打鍵タイミングや打鍵位置といった演奏データだけでなく，視線追跡装置を用いて鍵盤上や鍵盤の周囲のどこを見ていたか計測した視線データにより，熟達化プロセスにおける重要情報の変遷を分析する．
以下，2 章で関連研究について説明し， 3 章で実験計画について述べる．4 章で評価実験について述
べ，最後に 5 章で本研究のまとめを行う．

2

関連研究

これまでピアノ学習の支援につながる試みはいくつか行われている．蓄積した演奏データから演奏者の苦手な奏法を割り出し集中的にトレーニングするシステム [4] や，演奏を自動的に評価しアドバイス文や誤りを譜面上に提示 [5] するシステムがある．これらは，打鍵ミス，打鍵の強さなどを主に打鍵情報から評価している．Piano Tutor[6] は演奏追従認識による自動譜めくり機能や，ビデオや音声による模範演奏の提示や，演奏者の演奏データを解析し改善点をテキストなどで指示する機能などをもつ．先生と生徒のレッスン支援 [7] として，音量の変化やテンポ，スタッカートやレガートといったアーティキュレーションの具合等を示すシステムが提案されている．打鍵すべき鍵，運指，手本映像を表示するキーボードやソフトウェア [1, 2, 3] がある．これらはいずれも打鍵情報から演奏を評価し学習目的に必要な情報を提示している．本研究では，視線データと打鍵データを用いて演奏を評価している点で異なる．
学習者の視線の動きを観測する研究 [8] はいくつか行われている．特に，川崎ら [9] はピアノ学習者の視線の動きを観測し，プロフェッショナルのピアニストと初心者との視線の動きの違いを解析している．
本研究は初心者を対象としており，対象者という観点では川崎らの研究と類似する部分があるが，本研究のように鍵盤上にアノテーションが投影されるピ

WISS 2013アノではなく，川崎らは一般的なアコースティックピアノを利用しているため，実験環境は大きく異なる．また，川崎らは楽譜上の視線追跡だけであったが，本研究では楽譜および鍵盤の視線を追跡しているという点でも異なる．

3

映像生成およびディスプレイ視線データ記録用PC
鍵盤部投影用プロジェクタ

映像信号
映像信号
視線データ

実験計画

筆者らの研究グループが提案するピアノ学習支援
システムは，ピアノ初心者を対象としており，五線譜やシステムが生成する補助情報を活用しながら学習者はある楽曲を一から練習し，できるだけ速く習熟し，最終的にシステムの補助なしで演奏できるようになることをめざしている．このために，鍵盤上に次に演奏する打鍵位置や運指番号，譜読みを補助するために鍵盤の上部に提示した五線譜の音符とそれに対応する鍵を結ぶ線など多彩な情報を提示している [1]．1 章で述べたように，本研究では提案するピアノ学習支援システムを使用して学習したときにおける熟達化プロセスを調査するために詳細な評価実験を行う．

3.1

実験方針
実験方針として以下があげられる．

ピアノ演奏技能の獲得 提案するピアノ学習支援
システムは，30 分間の評価実験から比較手法である「光る鍵盤の学習方法」と比較して打鍵ミス数が減り，提案するピアノ学習支援システムを使用しながら練習すれば効率的に課題曲を弾けるようになる．
しかし，「新規の楽曲を提案システムの補助なしで演奏できるようになる」といったピアノ演奏の汎用的な技能を修得できたかは検証されていない．
そこで，本研究では提案する学習支援システムを使って練習する前と，提案システムを使った後で，新規の楽曲をそれぞれ演奏してもらう．その演奏精度を計測することで，提案システムが学習者のピアノ演奏技能の向上に貢献するか調査する．
提示情報の重要度の変遷 提案する学習支援シス
テムは演奏を補助するさまざまな情報を提示しているが，例えば，「未熟な段階では打鍵位置が明確にわからないため手元の打鍵位置情報を頼りに演奏するが，熟達するにつれて打鍵位置情報に頼らず楽譜を見る」など熟達度によって情報の重要度は変わってくると思われる．
そこで，より効率的な学習支援システムの提案をめざして，熟達するにつれ必要とされる提示情報の変遷を明らかにする．具体的には，提案システムを使いながら 5 日間かけて 6 人の被験者に 1 日 30 分
間課題曲を練習してもらい，実験日ごとの熟達度を調査するためにシステムを利用しないで課題曲を演奏してもらう到達度テストをうけてもらう．また，打鍵タイミングや打鍵位置といった演奏データだけでなく，視線追跡装置を用いて鍵盤上や鍵盤の周囲のどこを見ていたか視線データを計測する．これらのデータおよび実験中の観測から，熟達化プロセスにおける重要情報の変遷を定量的・定性的に分析する．なお，実験結果を明確にするために，打鍵位置をシステムの補助なしでできるだけ速く習熟できる

鍵盤視線
データ記録用PC

MIDIデータ
視線データ

鍵盤用視線追跡装置
MIDI鍵盤

図 1. システム構成ことを提案システムの目的とし，この目的に特に有効な情報であった「鍵盤上への打鍵位置および運指番号」
・「楽譜」
・「楽譜上に提示する現在の演奏位置」のみ演奏補助情報として提示する．

3.2

実験システム
実験で使用した学習支援システムのシステム構成を図 1 に示す．鍵盤上部に設置したプロジェクタを用いて鍵盤上に演奏補助情報を提示する．また，演奏者の前方に視線追跡機能付ディスプレイを配置し，プロジェクタと同様に演奏補助情報を提示している．
システムは，MIDI データ（打鍵位置や打鍵強度）を入力とする．さらに，鍵盤部の視線を追跡するために鍵盤上部に視線追跡装置を設置し，演奏の様子を記録するためにビデオカメラを設置した．
映像生成およびディスプレイ視線データ記録用の PC として SONY 社の VGN-SR94VS を使用し，鍵盤部視線データ記録用の PC として SONY 社のVPCSA を使用した．また，MIDI 鍵盤として CASIO 社の PriviA PX-110 を使用した．鍵盤部の視線追跡装置として Tobii 社の X1 ライトを使用し，ディスプレイ部の視線追跡装置として Tobii 社の T60 を使用した．プロジェクタとして BenQ 社の MP776
ST を使用した．プロジェクタの鍵盤投影領域は 6オクターブ（72 鍵）で，プロジェクタの映像がよく見えるように黒鍵を白く塗った．PC 上のソフトウェアの開発は，Windows 7 上で Microsoft 社のVisual C++ 2010 を用いて行った．

3.3

提示コンテンツ
図 2 を用いてシステムが提供したコンテンツについて説明する．図中の番号は，以下の箇条書き番号に対応している．

1. 既存の紙媒体の楽譜と同様の楽譜を提示する．
2. 現在の演奏位置を提示する．これにより，学習者は現在どこを演奏しているか直観的に理解できる．正しい鍵を弾いたときのみ演奏位置は進むようになる．

3. 次に演奏する鍵上に色付枠を提示する．運指情報は，運指番号（親指から小指にかけて 1から 5 の番号がそれぞれ割り当てられている）ごとに対応している輪郭の色や，鍵上に運指番号を提示することで示す．これにより学習

鍵盤上への演奏補助情報投影機能をもつピアノ学習支援システムにおける熟達化プロセスに関する調査⑤打鍵位置
提示切替用鍵①楽譜②現在の演奏位置④キューポイント
設定用鍵

拡大図③次に打鍵する鍵および運指情報③次に打鍵する鍵
運指情報⑤模範演奏
再生用鍵④キューポイント図 2. 提示コンテンツ者は容易に打鍵位置や運指を把握できる．また，ディスプレイにも鍵盤と同様の打鍵位置情報や運指情報を提示する．ディスプレイには鍵の枠しか提示されないため，鍵盤上に提示された情報と比較して得られる情報は少な
く，直観性に欠ける．

4. 楽譜上に表示されている番号付きの黒塗りの四角形は，現在位置を変更するキューポイン
トである．これは，学習者が集中的に練習したい場合や，途中から演奏したい場合に有効である．キューポイントを切り替えるアイコンを，演奏で使用しない鍵の鍵盤上に投影し，その鍵を打鍵することでユーザが選択的に利用できるようにする．これをキューポイント設定機能と呼ぶ．

5. 提案システムは打鍵位置および運指情報を提示するかどうかを切り替える機能（打鍵位置提示切替機能）をもち，この機能を操作する
アイコンを演奏で使用しない鍵の鍵盤上に投影する．打鍵位置提示切替は，割り当てられた鍵を押すごとにトグル式で切り替わる．また，提案システムは模範演奏を再生する機能（模範演奏再生機能）をもち，同様に演奏で使用しない鍵の鍵盤上に模範演奏再生機能に対応するアイコンを投影する．学習者が模範演奏再生機能に割り当てられた鍵を押下すると模範演奏の再生が始まり，再生中にその鍵を再度押下すると模範演奏を途中で止められる．
なお，本論文では，キューポイント設定機能・打鍵位置提示切替機能・模範演奏再生機能をまとめて付加機能と呼ぶ．

4評価実験

評価実験では，演奏初期段階（ピアノ初心者が初見の楽曲に対して運指や打鍵位置を覚えるために練習している段階）における提案システムを用いた際のピアノ演奏に関する熟達化プロセスを，打鍵データや視線データをもとに分析する．

4.1

実験の手順
実験の手順を以下に示す．

被験者 実験に参加した被験者は 6 名で，五線譜がほとんど読めない鍵盤経験歴のない 20 代から 40 代の成人である．なお，各被験者にはあらかじめ楽譜上に書かれている音符の意味や，各種機能の使い方を説明した．
課題曲 熟達化プロセスを評価するために，W. A.
Mozart のトルコ行進曲（最初から 17 小節目まで両手）を演奏してもらった．また，ピアノ演奏技術の熟達度を評価するために，J. S. Bach のメヌエット（BWV Anh. 114）の最初から 8 小節までを両手で演奏してもらった．
実験方法 実験では，「トルコ行進曲を 30 分かけて練習し，到達度テストとして通し演奏（最初から最後まで一通り演奏すること）を行う」という試行を 1
日 1 回行った．これを連続 5 日間かけて繰り返した．
ピアノ演奏技能の上達を検証するために，「初日のトルコ行進曲練習前」および「5 日目のトルコ行進曲到達度テスト後」にメヌエットの到達度テストを行った．練習中および到達度テスト中は，視線計測装置が生成する視線データ，MIDI 鍵盤が生成する打鍵データをシステムに記録し，演奏中の様子をビデオカメラで記録した．なお，メヌエットの到達度テストは初日と 5 日目の両方に行ったが，被験者は初日に行ったメヌエットの演奏を覚えておらず，5 日目のメヌエットの到達度テストは，初日のメヌエッ
トの到達度テストに影響はない．
到達度テストでは，テスト中で計測している打鍵データをもとに打鍵ミス数を計測した．通し演奏時は，両手法において前面にある楽譜のみ（現在の演奏位置も提示しない）提示した．また，誤打鍵（間違えて打鍵した場合），未打鍵（打鍵しない場合），余打鍵（余分に打鍵した場合）を打鍵ミスとみなした．
被験者への指示 30 分間の練習では「自然なテンポで譜面をみながらミスなく弾けることを意識して，機能を自由に使ってもらって 30 分間練習してください．また，この後，到達度テストを行います．到達度
テストは打鍵位置の情報などシステムからの補助情報がない状態で最初から最後まで弾いてもらいます．
実験中に質問があれば何でも聞いてください」と指示した．また，到達度テストでは「今から到達度テストを行います．最初から最後まで模範演奏にできWISS 2013

時間 6:00

打鍵ミス数 160
140

4:48120100

3:36802:2460401:12200

1*2*

3

被験者A

4

51*2

3

被験者B

451*

2*

3

被験者C

4

51*2*

3

被験者D

451†

2†

3†

被験者E

4†

51*2

3

被験者F

4

50:00

打鍵ミス数 150 90 86 64 62 152 107 36 12 3 122 91 7 7 1 58 32 69 21 9 132 83 63 45 21 122 97 13 0 0
演奏時間 1:36 3:19 2:30 2:20 2:15 0:44 0:40 2:10 1:57 1:14 0:52 2:50 4:03 1:20 0:40 1:46 1:12 1:23 0:55 0:44 3:56 1:36 3:50 3:57 4:23 2:10 2:42 4:48 2:45 1:40
* ：リタイア†：途中から右手演奏

図 3. トルコ行進曲の到達度テスト - 打鍵ミス数および演奏時間

るだけ近いテンポでミスなく弾いてください．制限
時間は 5 分間です．わからないところがあれば飛ばしてもらってもかまいませんし，これ以上演奏できなければ言ってください．たとえ間違っても弾き直しをしないようにしてください」と指示した．なお，難しすぎて練習を放棄した被験者はいなかった．

4.2

ピアノ演奏技能の獲得 - 実験結果と考察
トルコ行進曲の到達度テストにおける打鍵ミス数および演奏時間（課題曲を「最初から最後まで」あるいは「最初からリタイア」するまでにかかった時間）を図 3 に，メヌエットの到達度テストにおける打鍵ミス数および演奏時間を図 4 に示す．
全体的に，トルコ行進曲の到達度テストにおける打鍵ミス数は実験が進むにつれて減少し，途中リタイアした場合を除き演奏時間も減っている．また，メヌエットにおいては，打鍵ミス数が減少し演奏時間が短くなった被験者がいた一方，上達が見られなかった被験者もいた．この原因として被験者ごとの学習方略の違いが考えられる．
提案する学習支援システムは，打鍵位置情報を視覚的に提示することで，打鍵位置をできるだけ速く学習できることをめざしている．また，打鍵位置提示切替機能，模範演奏再生機能，キューポイント指定機能といった付加機能を使うことで学習の促進をねらっている．打鍵位置情報はデフォルトで提示されるが，これらの付加機能は選択的に利用される．
したがって，提案する学習支援システムは「提示された打鍵位置情報を活用し打鍵位置を学習し，学習効率を高めるために能動的に付加機能を活用する」という学習方略を理想としている．
被験者の学習方略は，「学習支援システムが提供する打鍵位置情報を利用し打鍵位置を学習するものの，付加機能をほとんど使わない学習方略（打鍵位置情報依存型）」「学習支援システムが提供する打鍵位置情報を利用し打鍵位置を学習すると同時に，付加機能を積極的に利用し熟達度に応じて学習方法を柔軟に構築する学習方略（システム方略適合型）」「学習支援システムが提供する打鍵位置情報に頼らず，自身の過去の成功体験をもとに練習する学習方略（システム方略不適合型）」の 3 つの大きく分類できる．

以降，各学習方略について考察する．
打鍵位置情報依存型 打鍵位置情報依存型の被験者

A は，他の被験者と比較して最も熟達度が低かった被験者である．被験者 A の付加機能を使用回数は，他の方略の被験者と比べて少なく，打鍵位置情報を利用しながら練習していた．実験 3 日目以降に打鍵位置提示切替機能を使用する様子が観測されるが，30 分間の訓練中 2 分〜3 分と短期間に，あるフレーズに対して打鍵位置情報を見ずに弾けるか確認をしただけである．被験者 A は実験が進むにつれてトルコ行進曲の到達度テストの打鍵ミス数は少なくなっている一方，5 日目のメヌエットの打鍵ミス数は初日と比べて増えている．被験者 A は「PC 用キーボードのタッチタイピングを修得するときに，タッチタイピング練習ソフトウェアで繰り返し練習をして習熟していった過去の成功体験があり，タッチタイピングの練習と類似している実験の学習方法は，学習しやすかった」とコメントしている．また，「タッチタイピングでは，ミスなくタイピングできた単語もできなかった単語も区別なく均等に練習したため，今回の実験においても，間違えやすいところを集中的に訓練するといったことはやらなかった」とコメントしている．したがって，被験者 A は学習支援システムの学習方法に肯定的でストレスなく学習できていたが，学習支援システムを十分使い切れていたとはいえない．
一方，被験者 B は被験者 A より付加機能を使っておらず，システムが提示する打鍵位置を常に使いながら練習していた．被験者 B も，繰り返し練習により新たな技能を習得した過去の成功体験があり，このような学習方略にいたった．被験者 B は被験者A より受動的な学習方略であったにも関わらず，被験者 A と異なり実験が進むにつれて着実に熟達している．被験者 A の熟達が伸び悩んだ要因の調査は今後の課題である．
システム方略適合型 被験者 C や被験者 D は打鍵位置情報をもとに打鍵位置を学習すると同時に，付加機能を使って難しい箇所を集中的に練習したり，打鍵位置情報を使わずに修得できているか確認しな

鍵盤上への演奏補助情報投影機能をもつピアノ学習支援システムにおける熟達化プロセスに関する調査
打鍵ミス数 60

時間 6:00

50

4:48

40
3:3630
2:24
20
1:12

10
0

15151515

1*

5

1*

23527

1850

1243

4

3830

19

21

1:50

1:23

1:46

1:25

1:06

1:35

0:30

5:00

4:28

1:52

3:08

被験者A

打鍵ミス数 19
演奏時間 1:08

被験者B

被験者C

被験者D

被験者E

0:00

被験者F

* ：リタイア

図 4. メヌエットの到達度テスト - 打鍵ミス数および演奏時間

がら練習していた．特に被験者 C は，打鍵位置提示切替機能やキューポイント選択機能を何度も使用し，集中的に部分練習していた．実験が進むにつれて着実に到達度テストの打鍵ミス数が少なくなり，途中リタイアを除き課題曲を弾き通すためにかかった時間も短くなり演奏テンポが速くなっていった．
メヌエットにおいても実験初日と実験 5 日目では打鍵ミス数は減少し，演奏テンポは速くなった．これにより，提案する学習支援システムは課題曲を効果的に学習できるだけでなく，ピアノ演奏技術の向上にも貢献できたことがわかる．メヌエットの到達度
テストにおいて，システム方略適合型被験者における打鍵ミス数増加率（「実験 5 日目の打鍵ミス数」を「初日の打鍵ミス数」で割った値）が最も小さく，「システム方略適合型被験者における打鍵ミス数増加率」および「システム方略不適合型被験者における打鍵ミス数増加率」間で有意水準 5%で有意差 (p値=0.047) が観測された．その他の組み合わせにおいて有意差は観測されなかった．
システム方略不適合型 システム方略不適合型の被験者 E や被験者 F の特徴として，実験が進むにつれてトルコ行進曲の到達度テストの打鍵ミス数は減少する一方，メヌエットの到達度テストにおける打鍵ミス数は，実験初日と実験 5 日目と比べて変化は小さい．
被験者 E は，提示された打鍵位置情報にはできるだけ頼らず，模範演奏を聴きこんだり，楽譜をじっくり見ながら打鍵位置を模索していた．被験者 C は，途中まで模範演奏を聴いて練習するという訓練を何度もやっていたため模範演奏再生回数は増えたが，被験者 E は模範演奏を最初から最後までじっくり聴いていた．被験者 E は声楽を学んでいた経験があり，「声楽の新曲に取り組むときその曲を繰り返し聴いて覚える」という成功体験をもつ．今回の実験においても，自身の成功体験を適用し聴覚中心の学習方略で取り組んでおり，提案する学習支援システムの学習方略に適さなかった．
被験者 F も被験者 E と同様に，できるだけ打鍵位置情報を使用しないで訓練していた．被験者 F は，
「トルコ行進曲の到達度テストでどうすれば打鍵ミスなく弾けるようになるか」を中心に考えるゴール指向型の学習方略で取り組んでおり，到達度テスト100%
90%
80%

鍵盤部右手70%

鍵盤部中央

60%

鍵盤部左手50%

ディスプレイ部右手40%

ディスプレイ部中央30%

ディスプレイ部左手20%

ディスプレイ部楽譜

10%
0%
2日目

3日目

4日目

5日目

図 5. トルコ行進曲の練習中 - 実験日ごとの視線分布

楽譜

中央D6-G6
左手A3-C#6

左手A3-C#6右手
G#6-C7

中央
D6-G6

右手
G#6-C7

図 6. ディスプレイ部と鍵盤部における視線領域

では打鍵位置情報が提示されないことから，打鍵位置情報を見ずに演奏できるように練習していた．このため，到達度テストにおけるトルコ行進曲の打鍵ミス数は減少しており，被験者 A〜被験者 F の中で最初に打鍵ミス数が 0 になったが，楽譜を中心に打鍵位置を考えながら弾いていたため演奏テンポは他の被験者と比べると遅い．また，トルコ行進曲用に組み立てられた学習方略はトルコ行進曲の到達度テストにおいて効果的であったが，5 日間の練習後に演奏したメヌエットの到達度テストでは，5 日間の練習で得られたスキルを活かせず，練習前に演奏したメヌエットの到達度テストと変わらない結果となった．これにより，ピアノ演奏においては楽譜や鍵盤をよく理解する認知的側面の熟達も重要であるが，楽譜上の音符から打鍵位置を正しく演奏できるようになるといった身体行動の熟達も重要であるといえる．これらがバランス良く熟達することでピアノ演奏技術そのものも向上すると思われる．

4.3

提示情報の重要度の変遷 - 実験結果と考察「熟達度」と「提示情報の重要度の変遷」を分析するために，30 分間のトルコ行進曲の練習におけるWISS 2013

視線の分布を調査した．上述したように学習方略の違いが見られたため被験者ごとに視線分布を分析することが望ましいが，紙面の制約のため，被験者 Bに着目して詳細に検討する．被験者 B を選定した理由は，実験日ごとの練習においてシステムが提供する付加機能を使用せず，提示される打鍵位置をもとに打鍵位置を覚える訓練淡々と繰り返しており，どの打鍵に対してどういう視線であるか特定しやすいためである．
図 5 に実験日ごとの視線分布を示す．実験で得られた視線データを図 6 に示す視線領域にマッピングすることで図 5 の視線分布を求めた．ディスプレイには打鍵位置だけを示す仮想的な鍵盤が提示されており，ディスプレイ上の仮想鍵盤と実際の鍵盤を演奏する手を基準に右手・左手・中央に領域をわけた．
トルコ行進曲は右手で弾く領域と左手で弾く領域が明確にわかれており，右手と左手の境界線は E6（Eは音名をおよび 6 はオクターブ数を意味する）である．視線認識精度の問題から，右手と左手の境界付近は明確に右手左手どちらの領域を見ているか特定できないため，中央という領域を設けた．また，実験日が 2 日目から始まっている理由はシステムの不具合により初日の鍵盤部の視線がとれていなかったためである．
図 5 に示すように，熟達度が低い 2 日目ではディスプレイ部楽譜を見る頻度は少なく，鍵盤あるいはディスプレイ部右手を中心に見ている．4 日目になると楽譜を見る頻度はあがり，ディスプレイ部右手や鍵盤部右手を見る頻度は少なくなった．これにより熟達するにつれて，鍵盤に提示された打鍵位置情報や，ディスプレイ上に提示された打鍵位置情報は不要となり，楽譜情報が重要となっていることがわかる．また，右手の打鍵位置に関してはディスプレイ部右手を見ており，左手の打鍵位置に関しては鍵盤上の打鍵位置を直接見ている．被験者 B は「余裕があれば演奏中に楽譜を見つつ練習したいと思っており，できるだけ視線移動を少なくするために，右手の演奏はディスプレイを見ていた」とコメントしている．また，被験者 B は「右手は利き手であり，左手と比べて鍵間の距離が鍵盤を直接見ないでも予測できた」と述べており，右手は左手と比べて鍵盤のブラインドタッチ能力が高く，このような視線の動きになったと考えられる．5 日目は，4 日目とくらべて被験者の調子が悪かったと思われる．このため，5 日目の視線は，ミスを避けるために楽譜を見る頻度が低くなった．しかし，5 日目におけるトルコ行進曲の到達度テストは 4 日目の同楽曲の到達度テストより成績が良くなっている．5 日目の 30 分間の練習においても着実に熟達度が向上したことがわ
かる．

5

まとめ

本研究では，学習者の視線に注目し，ピアノ学習支援システムの熟達化プロセスの詳細な調査を行った．成人した 8 名の鍵盤楽器初心者に，学習支援システムを使いながら 1 日 30 分間トルコ行進曲を 5日間かけて練習してもらい，実験日ごとにシステムの補助を使わずに到達度テストを行ってもらった．
実験結果より，成人学習者は過去の成功体験から学習方略をもっており [10]，いずれの被験者も自身の学習方略を基準にシステムを利用していた．自身の学習方略とシステムの学習方略が適合した被験者は，効率的に習熟でき，ピアノ演奏そのものの演奏技術の獲得までいたった．学習方略が部分的に適合した被験者は学習効果にばらつきが生じ，システムの学習方略に適合しなかった被験者はピアノ演奏技術の獲得まではいたらなかった．
さらに，1 名の被験者に対して解析した実験日ごとの視線データの結果から熟達するにつれて被験者が必要とする情報は打鍵位置情報から楽譜情報に遷移していることが明らかになった．
今後は，音符に着目した提示情報の重要度の変遷の調査，他の被験者を対象とした実験データの解析，視線データを考慮した熟達度の算出，熟達度に応じて補助情報を適応的に提示する学習支援システムの構築などがあげられる．

参考文献[1] 竹川佳成, 寺田 努, 塚本昌彦：運指認識技術を活用したピアノ演奏学習支援システムの構築, 情報処
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http://www.yamaha.co.jp/product/
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