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

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。

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。