Nagata Lab.

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自動車やバイクを運転する際の楽しみや喜びといった感情がドライビングプレジャーとして注目されていますが,どのような場面でドライビングプレジャーが喚起されるかには個人差があることが指摘されており,どのような人が,どのような場面で,どのような感情を生じさせるのかも十分に明らかになってはいません.そこで本研究では(1)バイク乗車に際してどのような感情が生じるのかをリストアップし,(2)それらの感情が快/不可と覚醒/眠気の2つの次元においてどのような性質を持つのかを明らかにし,(3)様々なバイク乗車場面において生じる感情のパターンの違いからライダーの分類を行いました.実験結果に基づき,ライダーを「スタンダードライダー」,「ポジティブライダー」,「クールライダー」,「スーパーポジティブライダー」,「マイペースライダー」,「アクティブライダー」,「アグレッシブライダー」の7つに分類しました.本研究はライダー専用のものさしを作成し,様々な画像を評定させることにより,個人差や状況の違いを反映したユーザーの性質推定を可能にしています.(株式会社本田技術研究所との共同研究)

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プロダクトデザインの設計において,感性的な評価を抽出することが重要ですが,従来の評価実験をベースとした抽出方法では,実験や分析にかかる人的および時間的な負荷が高いといった問題が存在しています.そこで,本研究ではWeb上に存在するビッグデータ(審査コメントや商品レビューなど評価に関する自由記述文)から自動的に感性評価構造を構築する手法を開発しました.まずレビューからプロダクトの感性的特徴を抽出するために評価表現辞書を用いて評価語を抽出し感情表現と印象表現に分離し,次に印象表現の評価語を用いてトピックモデル(機械学習の一種)によりトピックを抽出することで評価の構造を探索し,最後にterm-score(出現確率に関わる特徴量)により指標化を行いました.ファッションバッグのレビューを対象とした自動構築の結果,41のトピックに関する指標が得られ,その中の主要な指標について,心理実験により作成した指標と一致することが確認されました.

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デザインやマーケティングにおいて, 個別的なニーズの充足を促進するために, ユーザーの細分化は不可欠であり, 選好特性に基づいた分類が有効であると考えられます. そこで, 本研究では自動車の外観デザインに対する選好と関連する印象の類似性でユーザーの分類を行いました. その結果, ユーザーは小型な車が好きな「小型志向群」, 車の好みに顕著な特徴がない「現実志向群」, 高級な車が好きな「高級志向群」に大別され, さらに, 年齢・性別によらない7種類の選好特性に細分化されました. このように, 好みと関連する印象の類似性でユーザーを分類することにより, 年齢・性別を越えた感性傾向を見出すことができました. (株式会社本田技術研究所, 金沢美術工芸大学との共同研究)

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近年,ATMや券売機等の公共端末,コピー機等のオフィス機器,自動車車内の操作パネル,炊飯器や電子レンジ等の家電製品まで,日常生活においてタッチパネルの利用が増えてきました.タッチパネルでの操作において,「ピ」や「ポ」などいった操作反応音は,誤操作の低減,操作感向上等の点で有効であることが示されています.しかし,ほとんどの機器製品はJIS規格に沿って設計されているため,異なる機器から同じ音がなるなど,多様性の無さが生じていることも事実です.本研究では,多様な音色で様々なイメージを表現できる多彩な操作反応音を対象とした「操作反応音イメージスケール」を構築しました.このイメージスケールを用いることで,各製品デザインのイメージに合致した操作反応音がスムーズにデザインすることが可能になり,製品の感性価値をより高めることができると期待されます.(小島プレス工業株式会社との共同研究)

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素肌の質感をCGで表現することは幅広い分野で需要があります.本研究では,人の肌に対する印象構造を明らかにし,その印象と物理特性の関係をモデル化しました.まず肌の物理特性に基づいた高精度なCG レンダリング手法を用いて,メラニン,ヘモグロビン,年齢に応じた層の厚みの変化と表面の粗さを表す形状特性の3つのパラメータを変化させ,頬のCG画像を作成します.このCG画像について主観評価実験を行ったところ,低次印象は「べたつき感」,「透明感」,「うるおい感」に分けられ.高次印象は,「美しさ感」,「活力感」に分けられました.さらに,物理特性と低次印象,高次印象を関連付けるため分析を行い,印象と物理特性の関係性をモデル化しました.このモデルを用いることで,所望の印象を与える肌のCGを作成することが可能になり,化粧品の開発などを効率的に行うことができると期待されます.

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ピアノ演奏は,手指の多数の関節や筋を長時間に渡り協調させる高度な運動技能です.しかし,そのような技能を獲得するための訓練法は明らかにされていません.そこで,本研究では特にテンポの正確性ついてのフィードバック情報の有無やその性質の違いが学習に及ぼす影響を,モーションキャプチャを用いての演奏中の打鍵動作や表面筋電図を用いての打鍵動作に関わる筋のエネルギー効率を計測し解析することで,定量的に示すことを目指しています.結果としてフィードバックが打鍵動作の向上の寄与し,報酬により動作の筋のエネルギー効率の向上に寄与する可能性が示しました.さらに研究を進めることにより,音楽教育におけるエビデンスに基づいた熟達支援を実現します.

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プロダクトデザインの目的の一つは,製品がユーザに好感を与えることです.従来好ましさの調査は,ユーザの年齢や性別などの属性ごとに行っていますが,どんな印象の製品が好ましいかは同じ属性内でも個人ごとに異なります.そのため,プロダクトデザインの個別的なニーズに対応した属性によらないユーザ分類が必要です.本研究では,ユーザごとに異なっている「デザインから受ける印象と好ましさとの関係(嗜好特性)」を感性的な評価を測定する実験によって明確化し,嗜好特性に基づいた分類手法を提案しました.生活空間におけるあかり画像を対象にユーザを分類した結果, ユーザはThayerの気分2因子理論の各因子と嗜好との関連が異なる3群に分類されました.Thayerの気分2因子理論とは,気分は緊張度を示す緊張覚醒と活性の度合いを示すエネルギー覚醒からなるという理論であり,今回の分類は心理学的にも正当性があると考えられます(パナソニック株式会社との共同研究).

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高級感はブランドや製品に対してプラスのイメージを与える重要な感性価値のひとつです.高級感のあるデザインをつくるためには,人がどのようなデザイン特性に高級感を感じるのかを明らかにする必要があります.そこで,化粧品パッケージデザインの高級感印象と物理的な特徴(画像特徴量)との関係を分析しました.その結果,上品さにはデザインの色の特徴が関係し,高い明度・低い彩度の色に上品さを感じることがわかりました.豪華さには主に質感の特徴が関係し,光沢度が高く複雑なテクスチャに豪華さを感じることがわかりました.このような物理特徴との関係性を持つ上品さと豪華さによって,高級感の印象が決定づけられるという高級感モデルが得られました.このようにして,人の感性とモノの特性を結びつけるモデルを構築することによって,モノづくりの世界に人の感性を取り入れる取り組みを進めています.

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3Dプリンタのような新しい技術の普及とともに,個人が気軽に3次元の物体を出力し,ものづくりを行うことが可能な時代が訪れようとしています.一方でこれらの技術を使いこなすには,制作に関わる経験や技能が必要とされるため,一般のユーザのものづくりを支援し促進する方策が求められます.本研究では,感性的な言葉(「安定した」「派手な」「柔らかい」など)によって形状を操作し,所望のデザインを得るシステムの構築を目指し,人間が3次元の形状に対して抱く印象を定量化し,形状の物理的な特徴と関連付ける研究に取り組んでいます.これまで,デザインの専門家が制作した抽象的な3次元形状に対する感性的な評価を測定する実験を行い,「評価性」,「活動性」,「力量性」という人間の印象判断に広く見られる評価構造を明らかにしています.今後は,3次元形状の物理計測を実施し,3次元の形状に対する人間の印象評価を物理量から推定するモデルの構築を目指します(金沢美術工芸大学との共同研究).

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入浴は身体を清潔に保つために欠かせない日常的な活動であるとともに,くつろぎやリラックスを得るための有効な手段としても長らく活用されてきました.近年では入浴効果を高めるための様々な機器が開発されており,それらの評価のために心理的な効果の定量化が不可欠です.本研究では,マイクロバブルを用いた入浴の気分改善効果を心理学的側面から検証しました.心理尺度を用いた検討の結果,感情の代表的なモデルである二次元モデルに合致した気分状態の構造が明らかとなり,マイクロバブルを用いた入浴が,特に「快適感」を向上させたことがわかりました.この他にも,入浴剤や浴室空調を取り入れた場合の入浴の心理的効果を客観的に検討しています(三菱電機株式会社との共同研究).

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真珠の輝きを化粧品(ベースメイク素材)に応用することを目指して,真珠の光学シミュレーション技術を開発した.真珠の魅力はそのなめらかな輝きや奥深い光沢にあり,その輝きは多層層状構造による複雑な光学現象に起因する。我々はまず,真珠の光学現象であるにじみ現象と干渉光現象をシミュレーションし,真珠の輝きを持つ人の顔のCG画像を生成した。次にそれら光学現象を変化させ生成した複数の真珠肌CG画像を215名の女性被験者による主観評価を行ったところ,にじみ現象が合成されているCG画像で比較的高い評価が得られた。またベースメイクとしての「仕上がり感」「肌色の好み」「透明感」が高い評価傾向であった。さらに,真珠の光学現象,主観評価,及び魅力度それぞれにおいて関連性を検討したところ,にじみ現象が主観評価及び魅力度に影響を及ぼすことが示唆された。本研究の結果をもとに,真珠のにじみ現象を模倣した素材開発を行うことができた. CGを用いたビジュアルシミュレーション技術はAnalysis by Synthesis手法として注目されている。この手法は設計・評価の高度化,高精度化のニーズに対応していく上で,また,製品開発の工程の時間と費用の削減からも,今後も重要な一技術になっていくと思われる。(株)ナリス化粧品との共同研究。

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LED照明が普及し,調光・調色の自由度が飛躍的に高まっています.この自由度を生活場面で活かすためには,私たちの感性に根差したあかりの価値に基づいた設計が大切になります.本研究では,あかりに対して感じられる高次感性として清々しい雰囲気のための「すっきり感」,落ち着いた雰囲気のための「くつろぎ感」に注目し,心理学的手法と生理学的手法を組み合わせた感性の指標化を行いました.研究の結果,すっきりとしたあかりは覚醒度を高め,落ち着いたあかりは覚醒度を下げることがわかり,朝の目覚めや就寝前といった生活場面に最適なあかり環境をそれぞれのあかりが提供することを明らかにできました(パナソニック株式会社との共同研究).

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水の流れと光の振る舞いを融合した媒体である「夜光虫」に注目し,夜光虫をモチーフとしたアート作品”バーチャル夜光虫”を制作した.流体シミュレーションと3次元レンジデータ計測を組み合わせ,CGを用いて仮想的に夜光虫の振る舞いを表現し,さらにユーザの操作によって変化する水の流れに合わせてサウンドエフェクトと発光色を変化させる.これにより,水の流れを媒介とした光と音のインタラクションが実現される.また,より直感的な体験を可能にするため,多層布ディスプレイを映像提示装置として使用したバーチャル夜光虫システムを作成した.

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和音性評価モデルにおける心理指標であるモダリティに代わる指標として,和音の明るさによって和音性を評価するための調和度を提案した.また,心理実験を通して提案モデルの妥当性を検証した.その結果,提案モデルが,ヒトの和音に対する明るさの評価を表現しうるものであることが示唆された.また提案モデルをもとに音楽ムードの色彩による画像検索システムを開発した.本システムにより音楽とその音楽の持つ色彩感との関係性の新しい提示手法を開発した.

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ピアノ演奏は他の楽器と比較して高速かつ正確な手指の動きが要求されるため,仮想空間でピアノ演奏時の指の動きを表現するには,多大な時間とコスト,技術が必要となります.そこで本研究はモーションキャプチャを用いてこのような問題を解決しました.モーションキャプチャとは,実際の人間の動きを計測し,CGキャラクタで表現する方法として用いられているシステムです. まず,モーションキャプチャを用いてピアノの演奏時の手指の動きを計測します.指の関節部位に光学式マーカを貼って3次元位置情報として取得し,その情報を用いてCGアニメーションとして表現しました.さらにこれを応用し,リアルタイムレンダリングによって,外部から与えられたテンポに対応してピアノCGアニメーションを表現するシステムを構築しました.これによって,ユーザはピアノ演奏時の手指の速度を自在に操ることが可能であり,指揮的な演奏を体感することができます.

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CG技術はコンピュータの発達に伴い、よりリアルな表現ができるようになりました.しかし、現状の3DCG制作においてリアルな質感表現へ近づけていくのは、クリエイタによる手作業であり、大きな手間や時間がかかってしまいます.本研究では,布素材に固有の光沢や質感を忠実に再現する技術の1つとして,織布の異方性透過散乱特性に着目し,異方性透過散乱分布関数(BTDF:Bidirectional Transmittance Distribution Function)を計測し,分布関数に基づき3DCG表現を行います.またBTDFの近似モデルを提案し,近似結果と計測値の比較を行い,その妥当性を示します.最終的にはカーテンをアニメーション化し,多様な布素材を様々な照明条件下で動かしたときの質感をリアルに表現するアニメーションカタログを制作することを目指しています(デジタルファッション株式会社との共同研究).

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仮想空間と現実世界との一体感をだすためには,さまざまなインタラクションが必要です.また現実世界の情報を仮想空間内に反映させることにより有意義でエンターテイメント性の高いコンテンツを作成することが出来ます.本研究では,仮想空間で様々な情報を統合・表示させるシステム・V-KSCの開発を行っています.これは,3DCGで作られた仮想の神戸三田キャンパスをエージェントが案内してくれるシステムです.実時間に合わせた空の表示や,理工学部の玄関が閉まっていればVKSC内の玄関も閉まるというような実世界とVKSCオブジェクトのリンクが可能になります.また北村・川端研究室と共同でWeb情報統合・音声対話の研究も行っています.

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人の動作をキャプチャしたデータによるCGキャラクタの動作はリアルですが,キャプチャには時間やコストがかかります.そこで,年齢,性別ごとの動作特徴を抽出し,それらを付加,強調することで新たな動作を作成するエディタを開発しました.

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VR空間において,オブジェクトの色に光源色を反映させるためには,一般にはオブジェクトのスペクトル特性が既知でなければならないという点があります.しかしVR空間の物体表面にスペクトル特性を与えるのは情報量が膨大になるため現実的ではありません.そこで,本研究では分光特性が未知の物体に対して,光源色の変化を物体色に反映させる手法であるillumination color free-Image Based Rendering (icf-IBR)を利用し,VR空間内のオブジェクトの色変換を行います.icf-IBRにはデジタルカメラの感度特性と光源の分光分布が必要なため,デジタルカメラの分光感度特性の測定を行い,任意の時刻の空の色と太陽の分光分布をシミュレーションで算出をしました.この二つの情報を用いてVR空間のオブジェクトのテクスチャ画像の色変換を行います.これによりVR空間の景観画像のリアリティを高めることができます.

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CGの描画にはオフラインとオンラインの2つがあります。映画等のオフラインレンダリングはより高品質,高精細な表現を追求し,ゲーム等オンラインレンダリングはリアルタイムかつインタラクティブな表現の実現をめざしてきました.近年のオフラインCGにおけるレンダリング技術の向上にともない,その技術のオンラインCGへの適用が求められてきています.しかし,1シーンに無限に時間を使えるオフラインCGとは違い,オンラインCGではCPUの性能という制限があるためレンダリング技術の導入は困難なものでした.そこでBRDFやBTDFのような高精細な質感をリアルタイムに表現するため,CPUの数倍~数十倍の演算処理性能を持ちプログラマブルなGraphics Processing Unit (GPU)を利用することでオフラインCGの技術をオンラインCGに導入することを目標としています。

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現在,音楽理論を利用した数多くのシステムが構築されています.その中でも,本研究では即興演奏とジャズ音楽に着目し,コードネーム付き単旋律の楽曲にジャズらしいヴォイシングを付けるシステムの研究を行っています.ベイジアンネットワークという確率モデルを用いて、楽譜に書かれている音符やコードネームなどの情報からヴォイシングモデルを作成します.そのモデルを使い,新たな入力楽曲に対してヴォイシングを出力します.音楽理論に基づいたルールだけでなく,実際にある音楽から得られた知識を応用することで新しい音楽を作り出します.

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ある特定のアーティストらしさを楽曲中で表現できるかどうかは、作編曲の良し悪しを大きく左右します。そこで、アーティストの音楽的特徴を抽出し、その特徴を定量的に扱う手法を確立したいと考えています。本研究では特に、メロディー中に含まれる「アジア性」を客観的に測ることに重点を置いています。足がかりとして、音楽学者である小泉文夫が提唱した「テトラコルド」と呼ばれる日本民謡の基礎となる音階に着目し、現代のアーティストの楽曲中にどのようにテトラコルドが使われているかを分析します。このテトラコルドが出現するパターンによってアーティストをクラス分けすることで、アーティスト間の違いを明確に示すことができるのではないかと考えています。

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音楽と映像がどのように影響しあっているかを分析することで、よりよいメディアコンテンツの制作が可能になります.テレビCMにおける色や音の要素の分析を約170種類のCMに関して行いました.音楽・映像それぞれにおいて、‡T軸が「激しい-落ち着いた」を表す軸、‡U軸が「日常的-高級感」を表す軸であるという結果が得られました.また色について、‡U軸方向に「ビビッドな色-モノトーン」が分布したり、音についても、I軸方向に音階(キー)が規則的に分布するなど、音楽や映像がCMのイメージと深く関わっていることもわかりました.これらの分析結果をもとにマルチメディア作品の創作支援システムの作成、CM採点ツールなどに応用展開していきます.

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人は初対面の相手に対して年齢や性別を推定します.しかし,その年齢推定を誤ってしまい必要以上にへりくだってしまうという失敗を経験することがしばしばあると思います.本研究では,この失敗は年齢の推定を誤ったのではなく,比較する自分自身の年齢同定を誤ったのではないかという仮定をもとに,自分がイメージする自分自身の年齢を“主観年齢”と定義し,顔画像を用いた主観年齢推定方法を提案しました.実験結果によると,主観年齢は総じて実年齢より負方向に向かってシフトし,性差,年齢差があることがわかりました.さらに研究を進めることで,主観年齢によって人の社会的地位や心理的距離を表現できるようになると考えています.また平行して客観年齢の研究も進めています.

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人は初対面の相手に対して年齢や性別を推定し必要以上にへりくだるということがあると思います.しかし実際の年齢を知ると思っていたほど年上でなかったという経験があるのではないでしょうか.これは相手の年齢推定を誤ったのではなく,自分自身の年齢認識の誤りによるものではないかと仮定し,このときの自己イメージ年齢を”主観年齢”と定義します.これまでに,顔画像を用いた主観年齢は総じて実年齢より負方向にシフトすることがわかりました.本研究では音声を用いて主観年齢の推定研究を進めています.実験結果より音声を用いた場合,顔画像とは逆の結果,つまり主観年齢は実年齢より正方向にシフトすることがわかりました.現在、研究を進めることによりこの結果の要因の分析を進めています.

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テレビ番組視聴時において山場に挿入されるCMは山場が一段落してから挿入されるCMに比べて不快に感じるという人も多いかと思われます。これが視聴者の集中力を削ぐのではないかという悪影響が考えられることから、本研究ではCMの挿入タイミングが心的状態に及ぼす影響について生理指標を用いて検証することを目的としています。番組視聴時間内におけるNIRSによる脳活動を中心に、心拍・呼吸・皮膚電導・瞬目の計測を行い、CM挿入タイミングとそれに伴って引き起こされる視聴者の集中の高まりや不快などの感情の考察を行います。これによってCMの適切な挿入タイミングを訴え、生理指標を用いたコンテンツの評価につなげていくことが目標です。

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スポーツを観戦する際に,球場・競技場などのスタジアムで観戦する場合と,TVを通じて観戦する場合とでは,自らが見渡すことができる範囲や,その場で味わうことのできる雰囲気なども含め大きく異なった要素を持っています.本研究では,プロ野球を球場で観戦する場合と,TVで観戦する場合では,それぞれどのような心的状態(興奮,落胆など)の変化が起こっているのかを考察しています.ポリグラフを用いて,被験者の心拍,呼吸の計測を行い,これより,観戦中の被験者の心的状態を同定する方法を確立します.さらに,「場」の違い(攻撃中or守備中,チャンスorピンチなど)が心的状態にどのように影響するのかについても評価を行っていきます.また,ゲーム状況の構成要素から心的状況に影響を及ぼす要因が何であるかを検討するために統計手法を用いて評価しています.

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「音を聴くと,色が見える」という現象は色聴と呼ばれており,共感覚の一種です.こうした現象は,人間の知覚特性や感覚モダリティ間の関係を明らかにする上で重要な手がかりになると期待されます.本研究では,色聴保持者において音楽聴取時に実際に色知覚に関与している脳内領域で活動が生じているかをfMRIを用いて計測します.実験では,協力者に対して8種類の音楽の呈示を行いました.分析はSPM99を用いて行い,色知覚に関与するV4,V8,V4v,V4αの各領域において,色聴保持者のみ音楽の呈示時に有意な活動を確認することができました.このことは,色聴が聴覚系と視覚系の直接的な相互作用により生じていることを示唆しています.またこのときの活動部位は,これまでに知られていなかった新たなV4連合領域(V4,V8,V4v)であることが明らかになりました.(宝塚造形芸術大学井口征士教授,同志社大学杉尾武志専任講師と共同研究).

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色聴は共感覚

企業のブランド戦略のひとつにロゴマークがあります.当然,ロゴマークが企業のイメージを表す媒体である以上,より的確な使い方が必要になってきます.そこで,本研究ではロゴマークから受ける企業のイメージについて,マークの形状や色彩などに焦点を当てて分析しています.被験者の方々に,「信頼できる-信頼できない」などの種々の企業イメージについて,形状・色彩それぞれについて7段階で評価してもらいます.それらのデータを3次元空間にマッピングすることで,各イメージを表す形状・色彩がどのようなものなのかを推定します.そして,その結果をもとにマークデザインを支援するツールの作成を目指しています.

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仏像には作られた地域や年代によって異なる特徴があり,これまでは主観的な形状判断によって造形様式を記述,分類していました.我々は仏像の顔画像から抽出した特徴曲線を分析することで造形様式を分類できることを示し,造形様式の特徴を定量的に記述することに成功しました.

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物理的な構造とそこで生じる光学的現象を考慮した,真珠のCG表現技術を開発しました.この手法により生成された画像は,真珠らしさを評定する実験によって,実物の写真と同等に真珠らしいと評価される品質であることが示されました.

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