HMD VR VR HMD VR HMD VR Eye-Gaze Interface on HMD for Virtual Reality Hiromu MIYASHITA Masaki HAYASHI Kenichi OKADA Faculty of Science and Technology,

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しのぶさかわ
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1 HMD VR VR HMD VR HMD VR Eye-Gaze Interface on HMD for Virtual Reality Hiromu MIYASHITA Masaki HAYASHI Kenichi OKADA Faculty of Science and Technology, Keio University In the technology of the VR space, interfaces for immersing strongly to VR are researched. Many devices that users can operate by intuitive movement using motion capture were developed for VR. However, massive devices and complicated operations make a burden to users. To solve this problem, we focused on Eye-Gaze Interface that can handle intuitively with little movement. So in this paper, we propose Eye-Gaze Interface on HMD for virtual reality. We provided VR space on the HMD, and made clear accuracy of the Eye-Gaze tracking system and level of immersion. 1 VR [2] HMD VR EOG VR [1] VR HMD HMD VR VR 2 EOG 3 VR HMD VR

2 [2] VR VR VR 2.2 EOG EOG [3] ( ) VR VR VR EOG HMD [4] EOG VR EOG VR [5] VR EOG ( ) 3 HMD VR VR VR 2.2 EOG EOG 2

Trax2USB を使用したこのジャイロセンサを HMD に接着固定しさらに HMD をユーザの頭部に装着することでユーザの顔の向きの測定が可能になる InterTrax2USB は VR 空間描写のアプリケーションを起動しているパソコンへ直接接続できるためリアルタイムにユーザの顔の向きを VR 空間での視野に反映できるなおこの HMD を装着するときには電極が貼付

顔の向きの測定はユーザの頭部にジャイロセンサを設置することで実現するこれらのインターフェースを実現するためのセンサを HMD 上に設置することで HMD を装着するだけで各種測定を複合的に行えるような簡単で装着しやすいデバイスを構築する本研究の将来的な構想はハンドフリーで直感的な操作が可能な VR 空間への没入である主な操作としては視線方向へのアバタ移動やユーザの注

3 Trax2USB を使用したこのジャイロセンサを HMD に接着固定しさらに HMD をユーザの頭部に装着することでユーザの顔の向きの測定が可能になる InterTrax2USB は VR 空間描写のアプリケーションを起動しているパソコンへ直接接続できるためリアルタイムにユーザの顔の向きを VR 空間での視野に反映できるなおこの HMD を装着するときには電極が貼付される位置の汚れを消毒綿で拭き取りさらに電極に眼電を通しやすくするためのペーストを塗布する必要がある図 1 に作成した HMD の接眼部を図 2 にその装着例を示す法が他の眼球運動測定法に比べ機器のセットアップが容易でユーザへの負担も少ないからであるさらに EOG 法は電極を眼の周囲に貼るだけのためユーザの視野を妨げないことも利点となるまた顔の向きの測定はユーザの頭部にジャイロセンサを設置することで実現するこれらのインターフェースを実現するためのセンサを HMD 上に設置することで HMD を装着するだけで各種測定を複合的に行えるような簡単で装着しやすいデバイスを構築する本研究の将来的な構想はハンドフリーで直感的な操作が可能な VR 空間への没入である主な操作としては視線方向へのアバタ移動やユーザの注視による VR 空間内のオブジェクト選択などが挙げられるまたディスプレイに注視可能なメニューを表示することで VR 空間内での動作を視線だけで実現できる他にも視線と顔の向きによるインターフェースは VR 空間に限らず様々なアプリケーションにも応用できるユーザの注視対象を正確に判別しディスプレイ表示への補助とすることも可能であると考えられる 4 実装 4.1 システム構成本研究では 3 節に述べたような視線と顔の向き図 1: HMD の接眼部によるインターフェースが可能な HMD を作成したベースとなる HMD には SONY 社製の Glasstron を使用したこの HMD の画面サイズは視野角にして横 28 度縦 21 度であるまず EOG 法による眼球運動測定のためこの HMD に日本光電社製の皿電極を設置した電極はユーザの両目尻と右目の上下にしっかりと貼付されるよう水泳用ゴーグルを介して HMD に接着固定したここで両目尻の電極が横軸の視線を測定し右目上下の電極が縦軸の視線を測定するこれは横軸縦軸の視線のどちらにおいても人間の二つの目がどんな場合でも同じ方向にしか動かないことを前提としているなお測定の際には HMD に貼り付図 2: HMD の装着例けた電極に加えアースを取るために眉間と両耳たぶにも電極を貼り付ける必要がある電極が測定し本研究で行った視線の測定は電極が測定した眼電た眼電は日本光電社製の脳波計 Neurofax によっての記録を専用のコンピュータに一時保存する必要があ記録され 4.2 節で述べられる処理の後ユーザのりその上でさらに 4.2 節で述べるノイズ除去などの視線位置として出力される処理を行うそのため視線入力に関しては HMD 使次に顔の向きを測定するため HMD に 3 軸ジ用中の視線の測定結果と VR 空間の描写記録の二つャイロセンサである INTERSENSE 社製の Inter- を同期させることで非リアルタイム的に実現した 3

4 HMD VR EOG 2.2 HMD VR HMD EOG VR ( :9 IIR(Infinite Impulse Response) LPF :1 ) HMD 2 3 HMD 0 3 HMD HMD 8 3 IIR HMD 3: (8 ) 5 4

5.1.2 4 3 90% 2 [6] 1 4 90% 4 4 2 5 10 5 HMD 8 8 4 VR ( 2 ) 7 68.9% 8 VR 8 VR 4: 5.

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1 7 EOG 7 VR 2 VR VR VR SCOPE, pp184, 6: 2001 7: [5] : 6 7 [1] Zeltzer, D.: Autonomy, Interaction and, Presence: PRESENCE, vol.1, No.1, pp.127-132.

6 1 7 EOG 7 VR 2 VR VR VR SCOPE, pp184, 6: : [5] : 6 7 [1] Zeltzer, D.: Autonomy, Interaction and, Presence: PRESENCE, vol.1, No.1, pp pp37-42, 2003 VR [2] : I: [3] ( ): :, 2000 [4] : EOG :, Vol.39, No.5, pp , 1998 :, Vol.103, No.522, [6] : :, Vol.83-D1, No.5, pp , 2000 HMD VR 6 -E

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Vol.11-HCI-15 No. 11//1 Xangle 5 Xangle 7. 5 Ubi-WA Finger-Mount 9 Digitrack 11 1 Fig. 1 Pointing operations with our method Xangle Xa Vol.11-HCI-15 No. 11//1 GUI 1 1 1, 1 GUI Graphical User Interface Xangle Xangle A Pointing Method Using Accelerometers for Graphical User Interfaces Tatsuya Horie, 1 Takuya Katayama, 1 Tsutomu Terada 1,