出版書誌データベース

【まえがき】※一部抜粋
本書では、「現実感技術」 の入門書として完結することを目論みつつ、
幅広くARとVRについても包含するMRの視点から体系的に再整理し、
全体を通じてMRの概念と技術、応用について、解説していきます。
一方で単に読み物でおわることなく、具体的な研究や開発にも接続できるよう、
基本的な概念や原理などを網羅的・体系的に示しながら、
分かりやすさと専門性をバランスし技術的な記載も要点を押さえて解説していきます。
VR やAR について一定の理解のある読者や、MR についても既にご存知であって、
理解をさらに深めたい読者にも、ご一読いただければ幸いです。

本書は、5 つの章から構成されます。

第１章：ミクストリアリティ～MRの基礎～
第1章は、MR の文脈でAR とVR を含めて体系的な整理を行う部分です。
MR の基本概念を理解します。VR・AR・MR をご専門とされている方にもぜひお目通しいただきたい部分です。

第２章：ディスプレイ（基本編）～映像空間への没入～
第2章と第3章では、私たちユーザの身体がMR 環境からの情報を受容する 「ディスプレイ」 の着眼点から、
その代表として視覚ディスプレイについて理解します。
第2章では、MR の視覚体験の基本的な仕組みをプログラムも示しながら解説します。

第３章：ディスプレイ（発展編）～実体的な空間性の再現～
第3章では、現実環境とバーチャル環境の狭間を連接するような、
より空間再現性の高いMR視覚体験の実現手法について解説します。

第４章：センシング～現実環境からMR環境への入力～
第4章は、現実環境側からバーチャル環境側へと様々な情報がデジタル化され取り込まれる
「センシング」 について理解します。
人の身体と、それを取り囲む環境の形状や位置姿勢、空間的構造を対象に絞って、
それらをMR 環境へと取り込む技術を俯瞰します。

第５章：インタラクション～MR環境と身体との相互作用～
第5章では、先のディスプレイとセンシングの両方の特性を本質的に兼ね備える、
現実環境とバーチャル環境との相互作用である 「インタラクション」 について理解します。
ここでは、MR環境と身体との相互作用、特に身体へのフィジカルなフィードバックを伴う
「力触覚インタフェース」 と「 ロコモーション・インタフェース」 について解説します。

第６章：アプリケーション～MRの応用と展望～
第6章では、本書のまとめとして事例を通してMR の実社会における発展性を考えます。
MR の特質を十分に活かす形態として 「フィジカルMR」 を提唱し、
いくつかの事例を通して幅広い社会実装を展望します。

【目次】

０章　まえがき
０.１．内容と対象
０.１.１．用語の確認
０.１.２．MRでVRからARにいたる現実感技術を体系化
０.２．構成

１章　ミクストリアリティ～MRの基礎～
本章の概要
１.１．人の体験と活動を増強する 「現実感技術」
１.１.１．現実と非現実、フィジカルとデジタル
１.１.２．デジタル技術で越えるフィジカルの制約
１.１.３．フィジカルとデジタルの境界面
１.１.４．現実感技術はもうひとつの 「身体」
１.２．人の感覚体験と現実感技術
１.２.１．現実とは推定された知覚世界
１.２.２．現実感は整合性のある感覚体験
１.２.３．環境の多様な様相を受容する仕組み
１.２.４．感覚モダリティの種類
１.３．VRの発祥とMRへの展開
１.３.１．VRの胎動
１.３.２．VRの誕生
１.３.３．VRからAR、MRへ
１.３.４．社会一般への普及
１.４．VR とAR からMR へのアップデート
１.４.１．学術上はMR=VR+AR
１.４.２．実質的にはMR=VR×AR
１.４.３．MRを再定義する

２章　ディスプレイ（基本編）～映像空間への没入～
本章の概要
２.１．人の視覚のメカニズム
２.１.１．光と眼とMR
２.１.２．光
２.１.３．人の視覚のメカニズム～光を受容する器官 「眼」 ～
２.１.４．色の知覚のメカニズムと三原色
２.１.５．奥行き知覚の仕組み
２.２．MRの視覚体験
２.２.１．視覚的リアリティの要件
２.２.２．人の視覚機構に関わる4種の要件
２.３．MR空間の視覚情報に関わる4つの整合性
２.３.１．バーチャルとリアルとを一体化して体験する
２.３.２．幾何学的整合性
２.３.３．光学的整合性
２.３.４．空間的整合性
２.３.５．時間的整合性
２.４．MRのディスプレイ形態と特徴
２.４.１．ユーザと表示環境との空間的配置による分類
２.４.２．眼前の画面に映像を提示するHMD
２.４.３．ハンドヘルド型MRディスプレイ
２.４.４．据え置き型MRディスプレイ
２.４.５．環境型MRディスプレイ
２.４.６．HMDと没入型ディスプレイ～アプローチの比較～
２.５．HMD
２.５.１．HMDの基本機能
２.５.２．HMDのディスプレイ構造
２.５.３．ステレオ立体表示
２.５.４．レジストレーション機能
２.６．MR HMD
２.６.１．2種類のシースルー型ディスプレイ方式
２.６.２．光学シースルー方式
２.６.３．ビデオシースルー方式
２.７．プログラムの考え方
２.７.１．基本プログラム
２.７.２．左右独立2系統式のHMD用画像の生成
２.７.３．単一画面型の広視野HMD
２.７.４．歪補正
２.７.５．ビデオシースルー型MR画像の生成
２.７.６．ビデオシースルーHMDでの処理を俯瞰
２.８．環境型・没入型ディスプレイ
２.８.１．人を映像で包み込む環境型・没入型ディスプレイ
２.８.２．広視野スクリーン式没入型ディスプレイ
２.８.３．平面形状
２.８.４．曲面形状
２.９．ステレオ立体表示の基本
２.９.１．ステレオ立体表示の原理
２.９.２．眼鏡型ステレオ立体表示
２.９.３．パッシブステレオ方式
２.９.４．偏光方式
２.９.５．アクティブステレオ方式
２.９.６．プログラムの考え方
２.10．水平視差画像による裸眼型立体表示
２.10.１．パララックスバリア方式とレンチキュラ方式
２.10.２．二眼から多眼への拡張
２.10.３．多眼から超多眼へ
２.10.４．裸眼型立体表示方式とヘッドトラッキングとの併用
２.10.５．プログラムの考え方

３章　ディスプレイ（発展編）～実体的な空間性の再現～
本章の概要
３.１．インテグラルフォトグラフィ
３.１.１．原理の概要
３.１.２．効果は視点位置の自由度増大
３.１.３．インテグラル3D方式
３.１.４．MRとインテグラル3Dディスプレイ
３.２．ホログラフィ
３.２.１．基本原理
３.２.２．ホログラムの記録と再生
３.２.３．ホログラムの一般的利用
３.２.４．ホログラフィのデジタル化
３.３．ボリューム・ディスプレイ
３.３.１．3次元的なボリュームのある光や実体
３.３.２．空中に光で映像を描き出す「体積走査ディスプレイ」
３.３.３．手に触れられるような「実体型ディスプレイ」
３.４．光学式空中像
３.４.１．光学的な仕組みによる空中像
３.４.２．虚像型空中像～ハーフミラー方式（ペッパーズゴースト方式） ～
３.４.３．実像型 （投影型） 疑似空中像
３.４.４．実像型 （空中結像型） 空中像
３.４.５．MRと空中像

４章　センシング～現実環境からMR環境への入力～
本章の概要
４.１.　現実環境のセンシング
４.１.１.　バーチャル環境には現実環境が必要
４.１.２.　ジオメトリとフォトメトリ
４.１.３.　点から面、体積へ
４.２.　位置と姿勢のセンシング
４.２.１.　位置姿勢計測の基本
４.２.２.　身体動作のセンシング
４.２.３.　位置姿勢計測の代表的な諸方式
４.３.　位置姿勢計測センサ
４.３.１.　機械式
４.３.２.　磁気式
４.３.３.　慣性方式
４.３.４.　光学式
４.３.５.　レーザ走査トラッキング方式
４.４.　空間構造のデジタル化
４.４.１.　位置姿勢センサからデプスビジョンへ
４.４.２.　ステレオ法
４.４.３.　Time-of-Flight法
４.４.４.　デプスビジョンからボリューメトリックへ

５章　インタラクション～MR環境と身体との相互作用～
本章の概要
５.１．力覚と触覚
５.１.１．力覚と触覚の役割は力加減
５.１.２．力触覚の知覚の仕組み
５.１.３．力触覚ディスプレイ
５.２．力覚ディスプレイ
５.２.１．力覚ディスプレイのアプローチを俯瞰する
５.２.２．トルク （回転力） を発生する回転体方式
５.２.３．力覚ディスプレイとMR
５.３．触覚ディスプレイ
５.３.１．振動式触覚ディスプレイ
５.３.２．超音波アレイ式触覚ディスプレイ
５.３.３．その他の触覚ディスプレイ
５.３.４．触覚ディスプレイとMR
５.４．歩行感覚の提示
５.４.１．ロコモーション・インタフェースの基本原理
５.４.２．ロコモーション・インタフェースの諸方式
５.４.３．視覚的な錯覚と組み合わせて歩行空間を歪ませる
５.４.４．その他のアプローチ
５.４.５．ロコモーション・インタフェースとMR

６章　アプリケーション～MRの応用と展望～
本章の概要
６.１．フィジカルな環境に浸透するMR
６.１.１．フィジカルMRディスプレイ
６.１.２．MRの社会実装にフォーカスする「ラヴァル・バーチャル」
６.１.３．教育と医療、トレーニングへの展開
６.２．一次救命処置を体得する
６.２.１．一次救命処置が生死を分ける
６.２.２．バーチャルな患者をフィジカルに救命するシミュレータ
６.３．実験器具の使い方を体得する
６.３.１．安全性と学習機会の両立を目指す
６.３.２．フィジカルなバーナーとバーチャルな炎で学ぶ
６.４．生態系や生命の動態に触れる
６.４.１．循環する生態系の動態を知る
６.４.２．微小生物の動きを力覚で感じとる
６.５．地形に触れて学際的に学ぶ
６.５.１．視覚と触覚で見る、触る地図
６.６．バーチャルな標本教材に触れ、学ぶ
６.６.１．生物や人体についての学びを拡張する
６.６.２．視覚と力触覚を複合した振動する標本ケース
６.６.３．複数人で視聴し学ぶ、疑似3次元映像のカプセル
６.７．眼に見えない概念を触れて学ぶ
６.７.１．数理的な概念を触り、見て、学ぶ
６.７.２．プログラムをカードで紡ぎ、図形を描く
６.７.３．電圧と電流を映像化して学ぶ
６.７.４．日本の伝統色の名前と歴史・文化
６.８．癒しと娯楽
６.８.１．フィジカルとバーチャルで異世界を楽しむ
６.８.２．リアル世界とバーチャル世界の境界を防衛！
６.８.３．忍者になって鬼退治！
６.８.４．バーチャル世界の魚と素手で戯れる
６.９．MRが偏在化する未来へ

著：大島 登志一
▪所属：立命館大学　映像学部
▪経歴：
1991年 筑波大学大学院工学研究科博士課程修了（工学博士）。
同年キヤノン㈱に所属、VRの研究に従事。1997年より㈱エム・アール・システム研究所に出向し、
半官半民の研究事業「複合現実感システムに関する試験研究」に参加。
2001年よりキヤノン㈱にてMR 技術の事業化に従事。
2006年 立命館大学情報理工学部・教授。
2007年より同大学映像学部・教授、2022年より同学部長、現職。
▪専門：
MR を基盤に幅広く「学び」「くらし」「いのち」に関わる社会実装を基本テーマとして、
クリエーションとエンジニアリングをかけあわせた思考と制作を両輪に、教育と研究に取り組んでいる。
▪所属学会：
情報処理学会、日本コンピュータ外科学会、日本バーチャルリアリティ学会、ACM SIGGRAPH