2D および 3D 動画における滑らかで高速な動きの表現の研究伊藤裕之（九州大学大学院芸術工学研究院・准教授） 1. はじめにテレビ、映画、コンピュータの動画等、人工的なディスプレーにおいては、動きの表現はすべて「パラパラ漫画」のような静止画の連続提示で成り立っており、連続的な動きを直接表現できるディスプレーは現状では使用されていない。その一方、人間の視覚のメカニズムにおいては、静止画の連続から動きを知覚する「仮現運動」とよばれる機能・特性があり、この特性なしには、いかに高価なディスプレーを使用しても滑らかな動きは知覚されない。つまり、動きの表現はハードウエアシステムと人間の視覚システムの共同作業で成り立っているのである。したがって、ハードウエアを改善すると共に、人間の視覚の研究を行い、最適な動画表示を行うことが必要である。そこで、本研究では、静止画の連続による動画においては破綻しやすい、高速な動きの表現を扱う。２．モーションラインモーションライン(motion line)は、スピードライン(speed line)、アクションライン(action line) その他様々な呼称がある、漫画およびアニメーションの表現技法のひとつである。高速で動いているように表現したい対象の主に後ろに、動きの軌跡に沿った線を描く手法であるが、奥行方向の移動を表現する場合や、しばしば動きの軌跡とは関係の無い線が使われる場合があり(Ito, Seno & Yamanaka, 2010)、しかも静止画か動画かにかかわらず有効であることから、画像のリテラシーを含めた多くの要素がからみあって成立しているものと思われる。さらに、視覚現象としては、 path-guided 仮現運動(Shepard & Zare, 1983)、Illusory line-motion (Hikosaka, Miyauchi & Shimojo, 1983)、 transformational 仮現運動 (Tse, 2002 )との関連性も考えられるが、動画提示の手法としてはあえてそれらを区別する必要はうすい。仮現運動の最適な範囲を超えた場合のなめらかな動きの表現として、モーションラインが有効に機能することが考えられる。３．知覚実験ここでは、モーションラインが仮現運動に及ぼす影響についての実験を紹介する。仮現運動を起こす対象は正方形であり、第１フレームにて提示した後、第２フレームで消失し、第３フレームで再び場所を変えて提示された。第２フレームでは、モーションラインのみが提示された。最初の実験では、モーションラインによって仮現運動が生じるフレーム間の移動距離の限界 (Dmax)が大きくなるかどうかを調べた。第１フレーム提示時間、第２フレーム提示時間を変化させると共に、モーションラインの描き方も変化させた。その結果、第２フレーム（モーションラインの提示時間）が長くなると移動距離の限界は長くなる傾向が見られたが、モーションラインが、第１フレームと第３フレームの対象間に提示された条件、第１フレームと第３フレームの対象を含んで画面のすみまで延長されたモーションラインの条件、全画面に平行なラインが引かれた条件との間において有意な差は見出されなかった。また、第１フレームから第３フレームまでモーションラインを提示し続ける条件との間においても有意な差が見られず、Dmax そのものに及ぼすモーションラインの効果は顕著とはいえない。次の実験においては、Kim & Francis (1998 )が用いた曖昧な仮現運動におけるモーションラインの優位性について調べた。この実験においては、上記の条件のうち、第２フレームにのみかつ仮現運動する対象の間にモーションラインが提示された条件でのみ、仮現運動が強くなり、第２フレームが長いほど（ただし１３３ms まで）その効果が高まった。３番目の実験においては、上記のモーションラインの効果が両眼立体視による３D 動画においてどのように機能するかを調べた。この実験では、第２フレームに提示するモーションラインに視差をつけ、仮現運動する対象より手前に見えたり奥に見えたりするよう変化させた。その結果、仮現運動する対象とモーションラインは奥行位置が一致する必要はなく、手前に見えていても奥に見えていても同様に仮現運動を強化することがわかった。つまり、モーションラインの効果は２D の表象において成立しており、３D 動画においても機能する反面、仮現運動の奥行移動感を強化する効果は弱いことが予想される。４番目の実験においては、モーションラインと仮現運動する対象を両眼分離提示した。たとえば、仮現運動する第１フレームと第３フレームの対象を右目に提示、第２フレームのモーションラインを左目に提示した。このときの仮現運動の強さとすべてのフレームを右目に提示したときの強さを比較した。その結果、仮現運動は、同一の目に提示しても他方の目に提示しても同じ効果を示した。このことは、モーションラインの効果が両眼性 OR の性質をもっており、どちらの目からの情報であるかを区別しない処理システムによっていることを示しており、比較的高次の運動処理レベルによる現象であることを示唆している。４．まとめ本研究では、動画表示の基礎である仮現運動においてモーションラインを用いることによる効果を検証した。その結果、Dmax そのものを拡張する証拠は得られなかったが、曖昧な仮現運動の解決という意味においては、確かにその効果は確認された。またモーションラインは両眼視差による立体視場面においては、奥行位置がずれていても機能するなど、２D の表象における仮現運動を強調する効果が得られた。人間の視覚システムにおいては、両眼性 OR の特性を示す比較的高次なレベルの運動処理であることが確認された。研究業績 [１]Ito, H. (in review) Binocular-OR Property of the Motion-Line Effect on Apparent-Motion Correspondence.