3次元表示空間の飛躍的な拡張を実現する技術に関する研究

实现3D显示空间大幅扩展的技术研究

• 批准号: 22K12120
• 负责人: 鈴木 雅洋
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Seisen University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12120/
• 关键词: 3次元表示; 3D表示; AR; 拡張現実; MR; 複合現実; ナビゲーションシステム; 奥行き知覚; ヒューマンインタフェース; 複合現実感; 3Dディスプレイ

本研究では、屋外でのAR利用に必須となる数十m～数百mの遠方における任意の奥行きに仮想対象を表示できる画期的な表示技術を実現し、直感的でわかりやすいナビゲーションシステムの実現を目指している。また、広範囲の空間で現実世界と仮想世界の融合を可能にする本技術の特徴を活かした新しいARの応用を創出することも目的としている。遠方の任意の奥行きに仮想対象を表示するため、本研究では、生理的要因による奥行き知覚に加えて、シーン理解による高次の奥行き知覚要因を、空間の撮像画像から自動生成し、これら次元の異なる要因を同時に視覚系に提示する。このような、階層的な奥行き知覚要因を同時に提示する方法は、従来にはない新しい手法であり、さらに、統計的手法を導入して、シーン理解からの奥行き知覚の精度を高めるという手法も本研究の特色であり、3D表示の研究に新しい方向性を与えるとことが期待できる。2022年度は、市販の光学シースルー型ヘッドマウントディスプレイを用いて、実空間に重畳された仮想対象の奥行き知覚を測定する実験を実施し、提案手法の実現性の明確化に取り組んだ。実験では、仮想対象に与える奥行き知覚の生理的要因のうち、両眼視差と輻輳とにより、これらが奥行き知覚要因として機能する近傍には仮想対象がないことを示す奥行き知覚要因を提示した。また、シーン理解による高次の奥行き知覚要因のうち、親近性がある大きさにより、仮想対象を重畳した実空間の遠方に実在する実対象と同じ奥行きに仮想対象があることを示す奥行き知覚要因を提示した。被験者には、仮想対象を重畳した実空間の航空写真に印をつけることにより、仮想対象を知覚した奥行きを応答させた。その結果から、数百m～千数百mの遠方に仮想対象を呈示できることを確認し、提案技術の実現可能性を実証した。

这项研究旨在通过实现一种开创性的显示技术来实现直观且易于理解的导航系统，该技术允许在数十至数百米的距离内以任何深度显示虚拟对象，这对于室外AR使用至关重要。目的是创建AR的新应用，以利用该技术的功能，从而使现实世界和虚拟世界在各种空间中的整合。为了在遥远的任何深度显示虚拟物体，除了由于生理因素引起的深度感知外，由于场景理解而引起的高阶深度感知因素是由捕获的空间图像自动产生的，并且在视觉系统中同时显示了维度的这些不同因素。这种同时展示层次深度感知因素的方法是一种从未有过的新方法，并且引入统计方法提高了从场景理解中提高深度感知的准确性的方法也是这项研究的独特特征，并且可以预期为3D显示器研究提供新的指导。在2022财年，我们进行了一项实验，以使用市售的光学可用的透明头部安装的显示器来测量对实际空间叠加的虚拟物体的深度感知，并致力于阐明该方法的可行性。在实验中，我们提出了深度感知因素，表明由于双眼差线和收敛而引起的虚拟对象的生理因素在附近没有虚拟物体，它们用作深度感知因素。此外，在基于场景理解的高阶深度感知因素中，我们提出了一个深度感知因素，该因素表明虚拟对象与由于亲和力的大小而叠加的真实物体叠加的真实空间中存在的真实对象相同。通过标记虚拟物体被叠加的真实空间的空中照片，给对象有一个深度来感知虚拟物体的深度。从结果中，我们确认可以在数百米到几千米的距离内呈现虚拟对象，以证明所提出的技术的可行性。

项目成果

階層的奥行き知覚要因提示法の提案とその第1～2階層の評価

分层深度感知因子表示方法的提出及其第一层和第二层的评估

• 发表时间: 2023
• 期刊: 映像情報メディア学会技術報告
• 作者: Yumiko O. Kato;Fumihiro Mochizuki;Koshi Mikami;Shuichi Sakamoto;Izumi Koizuka;鈴木雅洋，上平員丈
• 通讯作者: 鈴木雅洋，上平員丈