( ) [1][2] 3 Displair Displair Displair Fig. 1 1 Overview of the proposed method. 2.2 Traxion[3] Traxion Lecuyer Pseudo-Haptic Fe

Size: px

Start display at page:

Download "( ) [1][2] 3 Displair Displair Displair Fig. 1 1 Overview of the proposed method. 2.2 Traxion[3] Traxion Lecuyer Pseudo-Haptic Fe"

ちえこはやしもと
5 years ago
Views:

1 1,a) 1 1 3D A Tactile Sensation Feedback Method for Virtual Objects Based on Virtual Directional Force and Synchronized Visual Effects Izumi Ikeda 1,a) Akifumi Inoue 1 Tohru Hoshi 1 Abstract: Aerial display is the hottest field in next generation display technologies for the basis of interactive contents. However, fog screens, an example of the aerial display, have no rigid body. We can t confirm whether the touch operation on the fog screen is succeeded or not. In this paper, we propose a tactile sensation feedback method from virtual objects on a fog screen. In this method, a user puts a vibration device that consists of four actuators on his/her wrist, and then touches on the fog screen with the hand. When the user s hand comes into contact with the displayed object, the system controls the vibration device and induces a virtual directional force. This virtual force is augmented by an visual effect that is displayed on the fog screen at the same time as the vibration. We confirmed that the prototype could not induce directional force so much, whereas the combination of virtual force and visual effect feedback could improve the tactile sensation on virtual objects on a fog screen. Keywords: aerial display fog screen virtual force sensation 1. 3D 1 School of Computer Science, Tokyo University of Technology a) c at edu.teu.ac.jp c 2015 Information Processing Society of Japan 1

2 ( ) [1][2] 3 Displair Displair Displair Fig. 1 1 Overview of the proposed method. 2.2 Traxion[3] Traxion Lecuyer Pseudo-Haptic Feedback[4] Pseudo-Haptic 3. c 2015 Information Processing Society of Japan 2

2 2 CG CG a b c CG l h (x, y, z) CG (X, Y ) 1 2 l X = (x a x )

Fig. 3 The mechanism of virtual force sensation. 3.3 3 4 2 3(a) (b) 2 4 8 3.

3 a c h l (X, Y ) b (x, y, z) Fig. 2 2 Two coordinate axes in the proposed method CG CG a b c CG l h (x, y, z) CG (X, Y ) 1 2 l X = (x a x ) (1) b x a x Y = (a y y) h a y c y (2) a b c x y z z (X, Y ) 3 Fig. 3 The mechanism of virtual force sensation (a) (b) Pseudo-Haptic[4] 4 4(a) 4(b) 4(c) (d) c 2015 Information Processing Society of Japan 3

情報処理学会研究報告 (3)接触判定に応じた映像を表示霧図 4 映像錯覚のエフェクト例 Fig. 4 An example of visial eﬀects.

振動アクチュエータ外観モーションセンサ手首ユーザー (2)接触判定に応じて牽引力を提示 Leap Motion 超音波式加湿器 (1)ユーザーの手の位置情報を取得霧超音波式加湿器手首 (1)ユーザーの手の位置情報を取得ユーザー (2)接触判定に応じて牽引力を提示振動アクチュエータ 4. 実装図 6 4.1 実装環境投映物体との接触時の牽引力提示方向 Fig.

図 5 に実装したの外観を示すフォグスクリーンには超音波式加湿器を用いた測距センサには Leap Motion を用いた振動デバイスの振動アクチュエー方向へ図 6(c) では右斜め上方向から接触した場合左下方タには Haptuator を利用しその制御には Arduino Uno を向への牽引力錯覚を提示する用いたアプリケーション制御とセンサ情報取得にはを用いた

2 振動デバイス制御が接触している点を示すこのポインタに図 7(b) のよう振動デバイスには Arduino Uno を用いて電圧を入力しに投映物体が接触したときユーザの手と投映物体が接触た入力電圧波形は NTT のぶるなび [5] を参考に 10:1 したと判定される接触が判定されたときユーザの手首のデューティ比となる非対称な加速度を入力したまた

4 情報処理学会研究報告 (3)接触判定に応じた映像を表示霧図 4 映像錯覚のエフェクト例 Fig. 4 An example of visial eﬀects. (a) (3)接触判定に応じた映像を表示超音波式加湿器モーションセンサ (1)ユーザーの手の位置情報を取得霧噴出口ユーザー霧 (2)接触判定に応じて牽引力を提示手首振動アクチュエータ (b) プロジェクタ (3)接触判定に応じた映像を表示モーションセンサ (c) 図 5 Fig. 5 Appearance of the fog screen. 振動アクチュエータ外観モーションセンサ手首ユーザー (2)接触判定に応じて牽引力を提示 Leap Motion 超音波式加湿器 (1)ユーザーの手の位置情報を取得霧超音波式加湿器手首 (1)ユーザーの手の位置情報を取得ユーザー (2)接触判定に応じて牽引力を提示振動アクチュエータ 4. 実装図実装環境投映物体との接触時の牽引力提示方向 Fig. 6 Directions of the virtual force induced by collision of an virtual object. 図 5 に実装したの外観を示すフォグスクリーンには超音波式加湿器を用いた測距センサには Leap Motion を用いた振動デバイスの振動アクチュエー方向へ図 6(c) では右斜め上方向から接触した場合左下方タには Haptuator を利用しその制御には Arduino Uno を向への牽引力錯覚を提示する用いたアプリケーション制御とセンサ情報取得にはを用いたまた Leap Motion の制御には LeapSDK を用いた 4.3 アプリケーション図 7 に今回実装したアプリケーションの動作風景を示す図 7(a) のポインタはユーザの手と 4.2 振動デバイス制御が接触している点を示すこのポインタに図 7(b) のよう振動デバイスには Arduino Uno を用いて電圧を入力しに投映物体が接触したときユーザの手と投映物体が接触た入力電圧波形は NTT のぶるなび [5] を参考に 10:1 したと判定される接触が判定されたときユーザの手首のデューティ比となる非対称な加速度を入力したまたに装着した振動デバイスがユーザに牽引力錯覚を与える Haptuator の適正振動周波数から入力電圧は約 90 Hz の図 7 中では投映物体がユーザの手に左側から衝突してい周波数で振動を行うるため振動デバイスは右方向への牽引力錯覚を発生させ牽引力錯覚の提示方向については接触判定時にユーザる同時に図 7(c) (d) のようにポインタがユーザのの手の位置座標から接触した投映物体の中心座標に向かう手の位置から投映物体と反発する方向へ移動しユーザの単位ベクトルを算出しその x 成分と y 成分によって一方手の位置に戻ってくるという映像エフェクトが表示されて向を決定した図 6 に投映物体との接触方向に応じた牽引いる力提示方向を示す図 6(a) のようにユーザの手から見て左方向から投映物体が接触した場合接触方向と反発す 5. 評価実験る方向として振動デバイスは右方向への牽引力錯覚を提作成したプロトタイプシステムを利用し牽引力錯覚の示する同様に図 6(b) では上方向から接触した場合下認識方向について精度評価を行ったまた提案手法牽 c 2015 Information Processing Society of Japan 4

7 Fig. 7 Behavior of the application. 5.1

5 7 Fig. 7 Behavior of the application ( ) Fig. 8 8 The ratio of questions answered correctly for each subjects. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 12 ( ) 2 ( ) 5 12 c 2015 Information Processing Society of Japan 5

1 1 Table 1 Result of questionnaire 1 + ( ) + ( ) ( ) ( ) 2 2 Table 2 Result of questionnaire 2 5 12 9 12 2 1 9 6. [6] 9 9 A B A B A A B B A B 7. Fig.

: Traxion: A Tactile Interaction Device with Virtual Force Sensation, Proceedings of the 26th Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology, UIST 13, New York, NY, USA, ACM, pp.

6 1 1 Table 1 Result of questionnaire 1 + ( ) + ( ) ( ) ( ) 2 2 Table 2 Result of questionnaire [6] 9 9 A B A B A A B B A B 7. Fig. 9 9 An application of the proposed method: rhythm action games. 8 [1] (2010). [2] 14 SI2013, pp (2013). [3] Rekimoto, J.: Traxion: A Tactile Interaction Device with Virtual Force Sensation, Proceedings of the 26th Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology, UIST 13, New York, NY, USA, ACM, pp (online), DOI: / (2013). [4] Lecuyer, A., Coquillart, S., Kheddar, A., Richard, P. and Coiffet, P.: Pseudo-Haptic Feedback: Can Isometric Input Devices Simulate Force Feedback?, Proceedings of the IEEE Virtual Reality 2000 Conference, VR 00, Washington, DC, USA, IEEE Computer Society, pp. 83 (online), available from (2000). [5] Vol. 11, No. 4, pp (2006). [6]. GN, [ ] Vol. 2014, No. 41, pp (2014). c 2015 Information Processing Society of Japan 6

& Vol.5 No (Oct. 2015) TV 1,2,a) , Augmented TV TV AR Augmented Reality 3DCG TV Estimation of TV Screen Position and Ro

& Vol.5 No (Oct. 2015) TV 1,2,a) , Augmented TV TV AR Augmented Reality 3DCG TV Estimation of TV Screen Position and Ro TV 1,2,a) 1 2 2015 1 26, 2015 5 21 Augmented TV TV AR Augmented Reality 3DCG TV Estimation of TV Screen Position and Rotation Using Mobile Device Hiroyuki Kawakita 1,2,a) Toshio Nakagawa 1 Makoto Sato