人間の認知-運動機構を評価するバーチャル・リアリティ・システムの開発と評価

开发和评估虚拟现实系统以评估人类认知运动机制

• 批准号: 09220102
• 负责人: 田中 博
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09220102/
• 关键词: VR; 3次元立体視; 奥行き知覚

視覚機能は人間の感覚機構の中で最も精巧でかつ複雑な機構であると同時に、人間の認知機能と運動機能との掛け橋となるもので、未だに部分的にしか解明されていない。人間の視覚機能は、2.5次元の感覚情報から3次元の情報に再構成するとともに、その3次元の物体の構造の意味論的構造も推測することが可能である。本研究の目的は、Poggioの[視覚は逆問題である]という仮説の下に、視覚が限定された情報から大局的な情報を推測するシステムだと仮定し、既存のVR装置とアイマークリコーダとを用いて、視覚の認知機構を解明する方法を開発するとともに、視覚による認知と運動機構との関係を解明する手法を開発する。主に奥行きの知覚過程を明らかにするために大きく4つの測定系を構築した。(1)情報の無い場合の眼球運動:これからの測定の基礎となるもので、奥行き情報の無い画像にたいする眼球運動の軌跡を測定・評価する。(2)実対象の直接提示:奥行きのある実対象を直接示し、認知するまでの眼球運動の軌跡を測定・評価する。(3)実対象の間接提示:(2)と同様の実対象をステレオ・カメラおよびHMDを通して示し、認知するまでの眼球運動の軌跡を測定・評価する。(4)CGによるVR提示:3D・CGにより仮想の対象を作製し、HMDにより提示し、認知するまでの眼球運動の軌跡を測定・評価する。実際の対象として、立方体、四角錐、楔形(底辺はそれぞれ120mm)の対象(図2)を用意し、対象の一つをランダム順に被験者に2秒間提示し(600mm前方)、判断させる試行を行なった。測定項目は、判断までの眼球運動である。眼球運動はナック社製のEMR600型を中心に使用し、600Hzで両眼の眼球運動を測定を行なった。データ収集後眼球運動の分布を求めると共に、両眼の輻輳角より、空間内の注視点座標を算出した。その結果、人間が立体を認識する場合、対象全体をスキャンするのではなく、特徴的な部分に集中して注視して行く事が判明した。今後は、CGによるVR表示などを含め、対象の表面処理、サイズを検討すると共に、判定までの過程をより明確にして行きたい。さらに、VR装置の評価、人間の認知-運動系の評価研究に発展して行きたい。

The visual function is the most sophisticated of the sensory mechanisms in the world, and the cognitive function of the human body is the most complex of the sensory mechanisms. The visual function of human beings is to reconstruct the 2.5-dimensional sensory information, reconstruct the 3-dimensional information, and speculate on the structure of the 3-dimensional object. The purpose of this study is to develop a method for understanding the relationship between cognitive and motor mechanisms of existing VR devices and to analyze the relationship between cognitive and motor mechanisms of vision. The main course of action is to construct the measurement system. (1)Eye movement in the absence of information: the basis for measurement, the trajectory of eye movement in the absence of information (2)Direct indication of the object: direct indication of the object, measurement and evaluation of the eye movement trajectory (3)indirect indication of the object:(2) measurement and evaluation of the trajectory of the eye movement of the same object (4)CG VR Tips:3D CG, Vision Control, HMD Tips, Cognition, Eye Movement Tracking, Evaluation In fact, the object (2) of the object, cube, square cone, wedge (bottom edge is 120mm), and the object (600mm in front) are displayed in 2 seconds. Measure the item, judge the eye movement. Eye movement measurement at 600Hz using EMR600 The distribution of eye movement after the convergence is calculated, the convergence angle of the eye is calculated, and the coordinates of the fixation point in space are calculated. The result is that the human body has a three-dimensional understanding of the situation, the image of the whole, the characteristics of the part of the focus on the behavior of the determination In the future, CG, VR, etc. will be included in the surface treatment of the image, and the process of determination will be clarified. In this paper, VR device evaluation, human cognition-motion system evaluation research development is now in progress.

项目成果

田中博: "脳外科手術の構築と臨場感の改善" 日本バーチャルリアリティ学会第2回大会. 111-114 (1997)

Hiroshi Tanaka：“脑外科的构建和现实感的提高”日本虚拟现实协会第二届年会111-114（1997）。

Hiroshi Tanaka: "Brain Surgery Simulation System Using VR techhigue" CAR'97. 1042 (1997)

Hiroshi Tanaka：“使用 VR 技术的脑部手术模拟系统”CAR97。

Hiroyuki Nakamura: "Regularization methods for increse problem of body-surface potential imapping" Annual Inter.conf.of the IEEE Eng.837 (1997)

Hiroyuki Nakamura：“体表电势映射增量问题的正则化方法”IEEE Eng.837 年度 Inter.conf.(1997)