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

自然环境深度错觉的数学建模及其在安全和教育中的应用

• 批准号: 21H03530
• 负责人: 杉原 厚吉
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: Meiji University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03530/
• 关键词: 錯視; 視覚の数理モデル; 不可能立体; 錯視遊具; VR; 立体錯視; 変身立体; 起き上がり立体; 対称性; 高さ反転錯視; 平行移動錯視; 錯視体験ツール; 錯視教育プログラム; 遊び; 奥行き誇張画像; 運動錯視; ＶＲ

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。

The purpose of this study is to provide information on the causes of visual errors in natural environments, to explain the structure of mathematical models, to prepare mathematical models for use in safe environments, to test the use of visual objects, and to promote the use of safety education. The research representative Sugihara, the mathematical model, the construction of the system, and the use of the system. 5 Types of Misunderstandings In the middle of the mirror, the mirror vibrates in the same direction and moves in parallel. The results of this study are as follows: The phenomenon of misrecognition of the image is not correct. The image transformation method is applicable to the 360-degree image. The image transformation method is correct. The large-scale parallax game has been designed for the past year, and the infinite number of stages has been selected for improvement and validation. The research co-author Miyashita, VR co-author, VR co-author, VR The first step is to reduce the visual field of the patient. In addition, the possibility of using the BCI (Brain-computer Interface) in the development and evaluation of SSVEP (Steady-state Visual Induced Potential) is also discussed. The author of this paper is Otani, the author of the development and utilization of small toys. In 2022, the development and implementation of a continuous awareness of education subjects for middle school and college students The conditions for the disappearance of the three-dimensional phenomenon of the mirror and the disappearance of the mirror are discussed.

项目成果

操作の前提条件を自然な形で確認するインタフェース

自然检查操作先决条件的接口

• 发表时间: 2022
• 作者: 彭雪儿，宮下芳明

鏡面消失を起こす底面パターンの条件の検討

检查导致镜面消失的底部图案的状况

• 发表时间: 2023
• 作者: Yuto Watanabe;Ren Togo;Keisuke Maeda;Takahiro Ogawa;Miki Haseyama;丸谷和史・大谷智子
• 通讯作者: 丸谷和史・大谷智子

速さと正確さへの主観的なバイアスがポインティング手法評価の一般化可能性に与える影響

对速度和准确性的主观偏见如何影响指向方法评估的普遍性

• 发表时间: 2023
• 作者: 臼田知永;柳澤秀吉;木下大樹，大塲洋介，富張瑠斗，山中祥太，宮下芳明
• 通讯作者: 木下大樹，大塲洋介，富張瑠斗，山中祥太，宮下芳明

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

利用亮度变化引起的运动错觉的动画创作工具

• 发表时间: 2021
• 作者: Chou Huichen;Lin Donghui;Ishida Toru;中野内涼也，宮下芳明
• 通讯作者: 中野内涼也，宮下芳明

味覚メディアの未来について

关于品味媒体的未来

• 发表时间: 2021
• 作者: 小嶋 万理;駒水 孝裕 ;川西 康友;道満 恵介;井手 一郎;宮下芳明
• 通讯作者: 宮下芳明