WISS 2023

VR 環境におけるフリック入力を利用した低オクルージョンなQWERTY キーボードの実装
折居 篤 ∗

小西 智樹 †

志築 文太郎 ‡概要. HMD を用いた VR システムのユーザは，頭部に HMD を装着するため，現実世界を視認できない．
また，ユーザは，両手にコントローラを把持するため，他のデバイスを用いることができない．そのため，仮想キーボードおよびレイを用いた文字入力が一般的に行われている．その場合，レイを当てやすい大きさの仮想キーボードを画面上に表示する必要があるため，オクルージョン問題が生じる．そこで，我々は，
QWERTY 配列の仮想キーボードにフリック入力機能を追加し，フリックの起点となるキーのみを表示することにより，低オクルージョンな仮想キーボードを実装した．今後，フリックにより選択できるキーの数，およびフリックの方向の異なる複数の仮想キーボードを実装することにより，それらのキーボードが文字入力の性能にどのように影響を与えるのかを調査する．

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はじめに

近年，Head-Mounted Display（以降，HMD）を用いた VR システムが普及しつつある．HMD とは，ユーザの視界を物理的に遮蔽し，仮想的な空間に関する情報をユーザに提示するデバイスである．ユー
ザは両手に持つ独立したコントローラによって HMDを操作する．ユーザは，頭部に HMD を装着するため，現実世界を視認できない．また，ユーザは，両手にコントローラを把持するため，他のデバイスを用いることができない．そのため，HMD を用いたVR 空間において文字入力を行う際は，一般的に仮想キーボードが用いられる．仮想キーボードは，実世界のキーボードの形状を模したソフトウェアキーボードである．ユーザはコントローラから伸びる光の線（以降，レイ）によってキーを決定する．しかし，VR 空間に表示された仮想キーボードによって，キーボードの奥のものが見えなくなってしまうというオクルージョン問題が発生する．また，キーの大きさを小さくすることは，文字入力性能が低下してしまうという問題 [11]，およびレイを用いて小さなキーを選択することは手の震えおよび支えがないため難しいという問題 [5] から難しい．そのため，仮想キーボードを，レイを用いてキーを指すことが容易なサイズにする必要がある．我々は，QWERTY配列の仮想キーボードにフリック入力機能を追加し，フリックの起点となるキーのみを表示することにより，低オクルージョンな仮想キーボードを実装した．
Copyright is held by the author(s). This paper is nonrefereed and non-archival. Hence it may later appear
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∗筑波大学 情報学群知識情報・図書館学類†
筑波大学 情報理工学位プログラム‡筑波大学 システム情報系

2関連研究

本節では，キーボードによるオクルージョン問題を対象とした研究を述べる．キーボードによるオクルージョンは，VR 環境だけではなくタブレット端末においても議論されている．Scott ら [8] は，4 つのキーを組み合わせることにより文字入力を行う手法である H4-Writer を実装した．このようにキーの組み合わせによりキーの数を減少させる手法が複数研究されているが，キーの組み合わせの習得が難し
い [9, 10]．そのため，キーの位置を容易に習得するために QWERTY 配列のレイアウトを保ち，かつ，キーの一部のみを表示することにより，オクルージョンを減少させる研究がある [4, 6]．本手法は，Chun
ら [6] の研究を参考にキー配列のレイアウトを一部残した．また，キーボードを透明もしくは半透明にする研究 [1, 7] および，一部のキーのみを表示する研究 [3] も行われている．これらの研究から，ユーザはより多くの情報を提供する部分的に隠されたキーボード入力方式を好むことがわかっている．そのため，我々は，ユーザにキーボードの位置に関する情報を提示するキーを一部残しつつ，フリックによってその周囲のキーを選択できるような仮想キーボードを実装した．

3実装

本研究にて用いた HMD は Meta Quest 2 である．ユーザは，HMD を装着し，かつ両手にコントローラを持った状態にて文字入力を行う．我々は，Unity を用いて本システムを実装した．また，MetaQuest 2 の Oculus Link 機能を用いて，HMD 上に実験環境を構築する．

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3.1 フリック機能VR 空間内にて，フリックの起点となるキーにレイを当ててトリガを押し込むことにより，フリックによって選択可能なキーが表示される．レイがキーに当たっている場合には，そのキーが選択される．
そうではない場合には，レイが当たっている位置とフリックの起点となるキーの中心との角度を取り，最も近い方向のキーが選択される．選択可能なキーのレイアウトは条件ごとに設定される．以下に，本研究において実装するフリックの方向，および選択可能なキーの数が異なるキーボードを説明する．

3.2 AroundFlick キーボード
AroundFlick キーボードは，フリックの起点となるキーを 3 つ残し，かつその周辺のキーをすべてフリックにより選択可能にしたキーボードである (図1)．この手法は，キーボードによるオクルージョンが図 2. A：VerticalFlick キーボードのレイアウト．B：
フリックの起点となるキーが選択されたとき，フリックによって選択可能なキー．

最も少なく，かつフリックによって選択可能なキーが最も多い．

図 3. A：HorizontalFlick キーボードのレイアウト．
B：フリックの起点となるキーが選択されたとき，フリックによって選択可能なキー．
図 1. A：AroundFlick キーボードのレイアウト．B：
フリックの起点となるキーが選択されたとき，フリックによって選択可能なキー．

3.3 VerticalFlick キーボード
VerticalFlick キーボードは，フリックの起点となるキーを横列に残し，かつその上下のキーをフリックにより選択可能にしたキーボードである (図 2)．
このレイアウトは，the 1Line keyboard [6] を参考にした．ユーザは，上下方向へのフリックにより，フリックの起点となるキーの上下のキーを選択できる．

3.4 HorizontalFlick キーボード
HorizontalFlick キーボードは，フリックの起点となるキーを縦列に残し，かつその左右のキーをフリックにより選択可能にしたキーボードである (図3)．このレイアウトは，Swipeboard [2] を参考にした．ユーザは，左右方向へのフリックにより，フリックの起点となるキーの左右のキーを選択できる．

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まとめおよび今後の予定
VR 環境における仮想キーボードによるオクルージョン問題を解決するために，フリックの起点となるキーのみを表示した QWERTY 配列の仮想キーボードを実装した．今後，フリックの起点となるキー，およびフリックによって選択可能なキーの数が異なる
仮想キーボードの入力性能を計測するために実験を行う．さらに，3 種類の仮想キーボードの入力性能の差について比較，および分析を行う．分析結果から，フリックを利用したキーボードの有用性，およびフリックの候補キーの数ならびに方向が入力性能に与える影響を調査する．

参考文献[1] A. S. Arif, B. Iltisberger, and W. Stuerzlinger.
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[9] G. Rakhmetulla and A. S. Arif. Senorita: A
Chorded Keyboard for Sighted, Low Vision, andBlind Mobile Users. In Proceedings of the 2020
CHI Conference on Human Factors in Computing Systems, CHI ’20, pp. 1–13, New York, NY,USA, 2020. Association for Computing Machinery.
[10] C. Southern, J. Clawson, B. Frey, G. Abowd,and M. Romero. An Evaluation of BrailleTouch:
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[11] H. Tu, S. Huang, J. Yuan, X. Ren, and F. Tian.
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