Mathematical modeling of depth illusion in natural environment and its applications to safety and education

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本研究の目的は、自然環境下で起こる錯視について、その仕組みを説明する数理モデルの構築、数理モデルを応用した安全環境整備、錯視体験遊具の試作と安全教育への応用を推進することである。研究代表者杉原は、数理モデルの構築とその応用を主に受け持った。絵を立体と誤認するために起こる錯視の収集では、起き上がり錯視など5種類を確認できた。両目で見ても起きる立体錯視については、鏡に正面を向いたものが、鏡の中で振り向かないで同じ向きのまま平行移動するように見えるという新しい錯視を発見した。この成果を、視覚の数理モデルに組み込み、モデルの改良もできた。画像から奥行きを誤認する現象については、昨年度開発した広角レンズ画像の変換法を360度画像にも適用できるものに拡張し、360度画像から奥行きを正しく知覚できる画像へ変換する計算法を構築した。大型錯視遊具については、昨年度設計した歩ける無限ループ階段に手すりを付ける改良を施し、その有効性を確認できた。研究分担者宮下は、VRコンテンツやインタフェースの開発を主に受け持っている。オプティカルフローに応じた非円形視野制限によるVR酔い軽減手法をはじめ、様々なユーザインタフェースに関する手法提案と評価を行った。さらに、輝度変化による運動錯視を用いたアニメーション作成ツールの開発・評価を通じ、SSVEP（定常状態視覚誘発電位）ベースのBCI (Brain-computer Interface)への応用可能性を見いだした。研究分担者大谷は、小型遊具の開発と利用法を主に受け持っている。2022年度は、中学・高校生を対象とし、教育科目との連続性も意識したプログラムを開発し、ワークショッププログラムを開発し、実施した。また、側面が鏡面であることで、立体の存在が消失してしまうことで奥行きが分からなくなる現象に着目し、鏡面消失を起こす底面パターンの条件を検討した。