課題研究最終報告書 ＡＲによる学食のメニュー再現 研究者 3番 伊藤 孝明 【はじめに】 ・研究の目的 AR 技術を用いて食堂のメニューのサンプルを再現する。 ・研究動機 課題研究のテーマを決めるときに、友人から AR 技術について聞いたところ、非常に興味 深く感じ、食堂にはメニューのサンプルがなく、AR 技術を用いてメニューを再現したら食 堂を利用する際に便利、また、面白いのではないかと思い、3D モデルの製作にも興味があ ったので、課題研究のテーマにした。 【研究概要】 ・AR 技術とは カメラを通してディスプレイに映し出される「現実」のビジュアルを、スマートフォン やタブレット端末などのディスプレイに 3D オブジェクトやテキスト、画像などを様々な電 子情報と重ね合わせて、表示する技術である。 ・使用機器およびソフトウェア タブレット端末 2 台 USB ケーブル 2 本 Android Studio (プログラムの作成に使用) Metaio SDK (プログラムの実行に使用) Maya 2015 (3D モデルの作成に使用) ・研究内容 前回からの改善点として、完成していない 3D モデルの作成とプログラムの作成、3D モ デルをボタン処理によって切り替えられるようにする。ということが挙がっていいたので、 それらを改善し、目的の 3D モデルを全て（カレー、カツカレー、醤油ラーメン、味噌ラー メン、豚骨ラーメン、塩ラーメン、うどん、カレーうどん、そば、カレーそば、焼き肉ど ん、かつ丼の合計 12 個）作成し、プログラムの実行の際にボタンによってメニューを切り 替えられるようにした。改善後、実際にプログラムを実行したところ、自分の分野だけで 沢山の容量を使ってしまうことが分かった。最終的には班員全員のデータを一つにまとめ、 アプリケーションにするので、容量を減らすために 3D モデルの余分なオブジェクトを削っ た。 ↑ラーメン本体を独立させ、スープとトッピングのみをボタンで切り替えることで大幅な 容量の削減を実現した（左上：醤油 右上：味噌 左下：豚骨 右下：ラーメン本体） 。 【終わりに】 前回からの改善点と研究の目的を達成することができてよかった。また、中間発表の時と 比べ 3D モデルの制作にも慣れ、Maya2015 の扱い方がある程度身につけることができた。 プログラムに関しては初めての言語で 1 からのスタートだったので、ネットで調べたり班 員に教えてもらうことで、問題を解消しつつ完成させることができた。この課題研究で学 んだことを今後に生かしていきたいと思う。 課題研究最終報告書 AR による旧校舎再現 研究者 ４番 榎本 大貴 指導教員 １ 後藤先生 はじめに 私は今回の課題研究にあたり、拡張現実の AR について研究することにした。 動機は 2 年のインターンシップのとき大学生の研究していた AR に強い興味をひかれたためであ る。 中間発表では 3D モデルの作成、表示までが完成しており、そこから改良していくのが目標だ った。 ２ 研究概要 原理 Android Studio を通しは画像を保存し識別する、その画像の上に作成した 3D モデルを浮かび 上がらせる。 使用ソフトウェア ・Android Studio ・Metaio SDK ・Maya2015 使用機器 ・タブレット端末 2 台 ３ ・USB ケーブル 2 本 研究内容 ・3D モデルの作成、表示 Maya2015 を使用し、久喜工業の旧校舎を再現し マーカーを読み取ると、タブレット上にモデルを表示する。 以上が中間発表前までの成果である。 その後、モデルの調整をし、またプログラミングで処理を追加した。 文化祭では班員の作品をまとめて発表した。 追加したプログラムについて ・ボタンによる 3D モデルの切り替え 画面上にボタンを配置し、それを押すことにより表示するモデルを切り替える。 左から昭和 38 年、41 年、43 年の校舎 ・画面のタップによる 3D モデルの移動 モデルをタップすると、その場で回転 モデルをドラッグすると、モデルが移動 モデルをピンチイン、ピンチアウトすると、拡大または縮小 以上の処理も追加した。 モデルの回転、拡大、縮小の様子 ５ さいごに 今回、タブレットを利用した AR の研究を通して最新の技術に触れられてとても 勉強になった。Maya や Android Studio など、まったく知らない状態でスタートし、 今も理解できていないところがほとんどだが、とりあえず作品を作り上げられたことは いい経験になった。 この課題研究を通して、よりタブレットでの開発に興味がわいたので、これからも 積極的に研究していきたいと強く感じた。 AR 研究 校舎の 3D モデル表示 担当教諭: 後藤先生 7 番 岡安裕二 1. はじめに 近年スマートフォンや携帯ゲーム機などで利用されている AR 技術に興味を持ち、実際 に利用できるアプリケーションを開発することを目的とした研究をすることにした。 2. 研究概要 AR 技術を研究し、実際に利用できるアプリケーションとして、AR 技術で校舎の 3D モデルを表示する Android アプリケーションを開発した。 また、Android アプリケーション開発には Java 言語を使用し、AR 表示には Metaio SDK を利用した。 3. 研究内容 AR アプリケーション開発 Metaio SDK と呼ばれる AR アプリ開発キットを利用して 3D モデルや動画など を表示する Android アプリケーションを開発した。 中間発表時点では、AR 技術を使い 3D モデルの表示ができるだけの状 態だった。 現在ではメンバーそれぞれの研究成果を一つのアプリケーションへ統 合し、メニューやジェスチャー機能を追加して UI の改良をした。 また、AR にライト光源を追加することで中間発表では真っ暗だったモ デルに影や明度が表示され、より分かりやすいモデル表示ができた。 ← 中間発表時点のモデル 実際の表示 メニュー画面 校舎の 3D モデル作成 Maya を使用して校舎の 3D モデルを作成した。 中間発表では未完でテクスチャなども貼られていなかったが、現在はテクスチャ が貼られ、目指していたものになった。 Maya でレンダリングされたモデル 4. おわりに 本研究は情報技術科で初めての取り組みであり、右も左もわからない状態で始 まった。文献を頼りに手さぐりでここまで作り上げたことが一番の成果だったの だと思う。また、メンバー同士でそれぞれの研究を手助けしていたことでここま で作り上げることができたと思う。 AR 技術だけでなく 3D モデルを作成する技術や Android や Java についての技 術を学ぶことができた。 今後の課題研究で AR 技術の研究や、Android アプリケーションなどの研究がさ れていったらと思っている。 課題研究最終報告書 ＡＲによる校内案内 研究者 番号 １０番 神田 慎 指導職員 後藤先生 1. はじめに 今回のＡＲ研究を始めるきっかけとして、二年生の時にインターンシップ で、日本工業大学の研究室に行ったとき、ＡＲの研究を大学生がしていた のを見て、自分もＡＲの研究をしたいと思い、研究することにした。 また、校舎内地図は平面で分かりづらく、初めて学校に来た人などが、目 的の場所につくまでに時間がかかってしまうのではないかと思ったので、 3D の校舎内案内を作ろうと思った。 2. 研究概要 原理 ・登録した画像を端末のカメラで識別し画面内に３D モデルを表示する。 使用機器 ・Android 端末(Android 4.4 Kitkat) ２台 使用ソフト ・Maya2015 ・Android Studio ・Metaio SDK 3. 研究内容 ・校舎内 3D モデルの作成 現在ある校舎内案内地図の資料や実際に校舎内を見て回り、特に階段や下 駄箱、柱など目印になるような物はできるだけ再現し、校舎内の３Ｄモデ ルを作成した。 また、3D モデルにテクスチャを張ることにより校舎内の構造だけでなく、 文字による視覚的な情報を表示させ、より分かりやすくなった。 テクスチャの作成はペイントで行い、３D モデルと合わせながら調整した。 テクスチャの調整は、表示する画像の縦横比とモデルの縦横比を同じ比率 にすることでモデルに表示する時の画像のゆがみを無くした。また、テク スチャを表示するモデルは正方形なので、モデルのいらない部分を切り取 ることで不要な部分を表示させないようにしている。 1F,2F,3F の３D モデル ・AR で表示する３D を切り替える Maya で作成した３D モデルを１F2F3F と階に分けて表示することで、各 階の表示、非表示を左下のチェックボックスで選択可能にした。また、そ れぞれの階の色を分け、少しだけ色を透過させることで、３D モデルが重 なった時に見分けがつきやすいようにした。さらに、画面上の３D モデル を指で操作することによって、３D モデルを回転させることや拡大ができ、 ３D モデルを見やすく表示できるようになった。 全体を表示 拡大 4. 3F のみ表示 モデルを回転させる 終わりに 今回の AR 研究は、AR を開発するための知識がほとんど無い状態から始め、 ここまで作り上げることができた。 始めたころは、maya の使い方、java 言語、Android Studio など全く使っ たことのないもので開発しなければならず戸惑いもあったが、進めるうち に少しずつできることが増え、ここまできたので、少なからず AR の知識、 技術は身についたと思う。 課題研究報告書 AR で動画再生 研究者 １． 出席番号 １５番 氏名 佐藤 宏樹 指導教員 後藤先生 はじめに 私は今回、最新技術として注目されている AR というものを研究、開発した。 AR とは拡張現実のことで建物などを読み込むとその建物の名称が表示されたりする技術だ。 ･AR を使うとどのようなことができるのか知る。 ・情報技術科に関連した動画を作り、AR として出現させ、 学科紹介として使えるようにした。 ･個々の作品を統合して一つのアプリケーションにした。 文化祭に場所を設けてもらい研究成果を発表した。発表を聞いてくれた方々の反応が良かっ たし興味を持ってくれた。 今回は、Android Studio という開発ツールを使って AR を作っていった。 ２．使用ソフトウェア、使用機器 Android Studio ・Metaio SDK ・AviUti ・ペイント ・Adobe Premiere Pro タブレット端末 (Android 4.4 Kitkat) ２台 ・USB ケーブル ２本 ３．動作 あらかじめ画像を用意し、AR 技術を用いて、その画像と同じものがカメラによって読み込ま れたら、動画が再生される仕組みになっている。 画像が読み込まれたら、それに対応した動画が画像の上に出てくるようにした。 あらかじめ使用する画像を用意してその上にかぶさるように表示している。 画像を読み込む前 読み込んだ後 1 画像をかざすと動画のサムネイルを表示、タッチすると動画が再生、もう一度タッチすると 動画が停止する。 動画はリピート再生のため、動画が終わったらまた最初から動画が再生される。 動画は 5~10 秒程度であまり見るのに苦にならないよう工夫した。 画像を読み込む前 読み込んだ後 ～前回からの改善点～ ・新しく４つの動画を作った。 ・１つのプログラムで複数の動画を表示、再生させた。 ・最大２つまで同時再生ができた。 ・プログラムを二つに分けた。 ・動画の大きさ、向きを変えられるようにした。 ・画像をかざしたら動画がすぐに再生されていたが、画像をかざして画面をタッチしたら再 生されるようにした。 ４．終わりに 私は、画像から動画が流れたら面白いのではないかと思い、それができる AR に興味を持ち、 AR 研究かつ開発を行ってきた。 画像を読み込むと、変な角度で動画のサムネイルが表示されたり、まったくプログラムが実 行されなかったのを直すのがとても難しかった。 また、１つのアクティビティーで 5 つしか動画が扱えないためどうするか迷ったが、複数の プログラムを作って結合させることで解決した。 文化祭までには人に見せられるようなものまで作ることができてよかったし、発表を聞いて くれた方々の反応も良かったので頑張ってきてよかったなと思った。 現代の最先端技術である AR に触れられることができてよかったなと感じているし触れる機 会をあたえてくれた課題研究に感謝している。 2
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