９７バーチャル・エアホッケー・システム１）飯田栄治２） A Virtual Air Hockey System１） Eiji IIDA２）要旨ゲームセンターにあるエアホッケーを、VR 技術を用いて仮想的に体験するシステムを制作した。本システムは、従来のエアホッケーのようにプラスチックの円盤を打ち合うのではなく、それに見たてた仮想映像を打ち合ものであり、映像、音響表現を駆使したアミューズメントへの応用として、さまざまな可能性を秘めている。本稿では、その着想、システム概要、運用結果について報告する。なお、本報告は、金沢学院大学美術文化学部情報デザイン学科（現メディアデザイン学科）飯田ゼミの学生研究の活動記録の一環としてまとめるものである。キーワード：エアホッケー、バーチャルリアリティ、エンタテインメントシステム Keywords：Air Hockey, Virtual Reality, Media Art, Entertainment System １はじめにプラスチックの円盤ではなく、デジタル映像として表現される。このことにより、盤上には障害物などが出近年、アミューズメントの分野もバーチャルリアリ現し、従来の技術では、不可能なゲーム性を加えるこティの技術を用いたものが増えている。カーレースのとが可能となる。また、アナログでは体験できない変ゲームに関しては、ネットワークを介して、他者の操則的な動きやビジュアルエフェクトが可能となる。作する複数台の車とレースが可能である。今回は、まだ、VR 技術が導入されていないゲームとして、エアホッケーと VR 技術の融合について検討し試作［１］した。その成果、問題点等を以下報告する。２研究試作概要エアホッケーとは、図１のように卓球台程度の遊戯台上で円盤（以下、「パック」図２右参照）を打ち具（以下「マレット」図２左）で打ち合って、相手のゴールに入れて得点を競うゲームである。遊具台の盤面の多数の穴から噴き出す空気によりパックの摩擦を極力低減することで、ホバーしながら高速で移動するパックを打ち合う。今回、特に、パック部分にバーチャル要素を考慮し、図１エアホッケーの外観１）：平成２４年１０月１０日受付；平成２４年１０月３１日受理。 Received Oct. 10, 2012 ; Accepted Oct. 31, 2012. ２）：金沢学院大学美術文化学部；Faculty of Fine Arts and Informatics, Kanazawa Gakuin University. ※本稿は電気関係学会北陸支部連合大会（２００９年）にて口頭発表したものを再度整理し纏めたものである。金沢学院大学紀要「経営・経済・情報科学・自然科学編」第１１号（２０１３）９８また、デジタルサウンドによりエンタテインメント性の向上が実現できた。図２３マレット（打ち具）およびパック（円盤）類似研究について図４類似研究として、図３に示す AR２Hockey［２］があげシステム構成概要図。られる。本システムは，ビデオシースルー HMD を使用し，現実のテーブル上で仮想のパックを打ち合う複合現実型エアホッケーゲームである．機敏な身体動作を要求する対戦型ゲームを前提とすることで，位置合わせや応答性などの技術要求レベルの高い分野に対して，実用的なエンタテインメントへの応用可能性を示した。しかし、プロセッサ処理の時間遅れ、センサーの誤差等の問題があった。（a）正面図３ AR２Hockey また、ネットワークを用いたエアホッケー対戦システムに関する研究［３］では、ネットワークによる処理の遅延の問題などが指摘された。４本研究の特徴本研究では、先行研究でおこなわれた技術の限界を探るというよりは、バーチャルエアホッケーがアミュ（b）側面ーズメントマシンとして持つべき要素を再検討するための試作である。特に、HMD の装着などはせずに、直接プロジェクターにより、机上にゲーム背景としての陣地やパックの映像等を直接投影することとした。図５システム外観およびプレイの様子飯田：バーチャル・エアホッケー・システム９９本システムでは、人間同士の対戦ではなく、コンピュータ対人間（プレイヤー）の対戦を前提としている。システム構成は図４のとおりである。ゲームを演出、制御するための PC が１台、また、PC からの映像出力を投影するプロジェクター、また、プレーヤーの手の動きを捉えるためのカメラを頭上に設置している。また、プレーヤーの手元の俊敏な動きを検出するために、PC マウスを組み込んだマレットを用いることとした。制作したシステムの外観は図５のとおりある。５動作原理本システムは、VR の中でも、Mixed Reality に近い位置付けといえる。ここで、重要なことは、先行研究においても指摘されているとおり、プレイ中に生じるマレットの仮想空間の位置座標と実空間の位置座標の誤差を短いサイクルで修正する必要があること、また、手元の俊敏な動きをコンピュータにリアルタイムで取り込む必要があることを実現する必要がある。第一の課題「マレットの位置合わせ」についての我々のアプローチは、天井のカメラにより、マレットの位置を読み取り現実空間の位置を仮想空間の位置として書き込むこととした。第二の課題「マレットの俊敏な図６動きの検出」については、PC マウスの XY 情報を取処理フロー得することとした。通常、画像処理のみでこのことを行うと、システムの性能にもよるが、処理の遅れが違和感を生む。（１）サウンド処理デジタル化により、ゲーム開始と同時に、ゲームの加えて、第三の課題として、パックがマレットに衝雰囲気を盛り上げるために BGM を容易にプレーヤー突した際の衝撃の模擬である。衝撃を厳密に模擬するに与えることが可能である。また、パックが側壁やマことは困難なため、手元の衝撃を、小型のバイブレーレットと衝突した際に各種効果音を与えることが可能タの振動による刺激により簡易に模擬する試みを行っである。た。動作フローは図６のとおりである。（２）ビジュアルエフェクト処理障害物の出現および衝突の際ビジュアルエフェクト６バーチャルエアホッケーの各種効果バーチャルエアホッケーならではの機能について示す。については、図７のとおり、通常のエアホッケーでは、実現の難しい、盤面上への障害物の出現など、アクションゲーム的な演出も可能であり、ゲームの複雑さを実現した。対戦型バーチャルエアホッケーにおける仮想的に生また、パックとマレットが衝突した際に、火花や爆成された視覚・聴覚の同期の重要性については、他の発のアニメーションを与えることにより、より一層ア［４［］５］研究においても既に指摘されている。今回は、当然これらの同期をとりつつ、よりバラエティに富んだ効果を組み込んだ。ミューズメント性を高める機能を実現した。金沢学院大学紀要「経営・経済・情報科学・自然科学編」第１１号（２０１３）１００トとしての展開の可能性も秘めているのではないかとのご意見もあった。８さいごに既に述べたように、本システムのコンセプトには１９７０年代商店街アーケードのゲームセンターや観光地のホテルの遊技場などでよく見かけたエアホッケーをテーマとして、取り上げた。本来のエアホッケーは、力一杯打った際のパックのスピード感とゴールが決まった際の爽快感など、デジタル技術では、現段階では、実図７盤面外観（３）ゲーム性現が困難な課題もある。しかし、研究の目標は、体感部分も含めた完全なシミュレーションを目指すというよりは、このようなテーマに取り組みながら、新たなコンピュータ対人間では、必ずコンピュータまたは可能性など思わぬ発見の楽しみを優先しながら、引き人間が一方的に勝利してしまうということでは、面白続き後輩の学生たちにより改良発展を続けてもらうこみに欠けるため、コンピュータ側のマレットの移動速とを願う次第である。度にリミットを設けるなど、プレーヤーから攻撃に対して、コンピュータも失点するようなゲーム性の調整が必要であった。謝辞本システムは、２００９年金沢学院大学美術文化学部情報デザイン学科折井孝旭君（当時４年生）を中心とし７成果および問題点今回、試作したシステムを複数の被験者にプレイしてもらい、コメントを得た。て制作したシステムである。折井君の発想のユニークさに敬意を表する。また、本システムに関して、２００９年９月に北陸先端科学技術大学院大学で実施された電気関係学科北陸支部連合大会および２００９年１１月の金沢当初、映像と音のみでプレイしていたが、被験者に市民芸術村での作品展示、そして、２０１０年３月に実施よるコメントにより、現実世界で起こるパックがマレされた石川県立美術館での卒業制作展の際、貴重なごットに衝突する衝撃が欲しいとのコメントがあり、形意見を頂いた多くの方々に感謝したい。態電話のバイブレータを埋めこんだところ、瞬時に起こる強い衝撃は模擬できないが、振動機能の付加によ参考文献り多少臨場感が増したとのコメントを得た。今後、衝［１］折井孝旭、飯田栄治、バーチャルエアホッケーの試作撃発生の仕組みを検討する予定である。本システムは、実際のエアホッケーのスピード感は無いとのご指摘があった。その点、まだ、改良の余地がありそうである。について、電気関係学会北陸支部大会、２００９．９［２］大島登志一、佐藤清秀、山本裕之、田村秀行、AR∼２ホッケー：協調型複合現実感システムの実現、日本バーチャルリアリティ学会論文誌３（２），p．５５−６０，１９９８ −０６−３０プレーヤーがマレットの向きを盤面に対して、傾け［３］河野義広、塙大、米倉達広、相補予測機能を用いた P２た状態でマレットを移動させた際、パック映像がマレ P 型ネットワーク対戦、エアホッケーの試作、日本 VR ットを通り抜ける現象があった。これは、マウスの俊学会８th 大会論文集 p．３８３−３８６，２００３−０９−１７敏さを検出するために PC マウスを使用したことが理［４］松浦弘明、安部憲広、田中和明、対戦型バーチャルエ由と考えられる。今後、検討の余地がありそうである。突然、障害物が出現するなど、エンタテインメント性については、「スーパーマリオ」等のアクションゲアホッケーゲームの構築、９th 日本バーチャルリアリティ学会大会論文集、２００４−０９−０８［５］松浦弘明、安部憲広、田中和明バーチャルリアリティにおける対戦型エアホッケーゲーム的要素が加わった新しいゲームシステムの可能性ームの構築、ヒューマンインタフェースシンポジウムがあることが分った。ゲーム性と同時にメディアアー論文集２００４年