第12回VR技術者認定試験の振り返りとポイント

はじめに

この記事は一人VR技術者認定試験 Advent Calendar 2018の1日目の記事です。

第12回VR技術者認定試験の問題を振り返って、覚えておくと良いポイントをまとめていきます。
個人メモの側面が強いのですが、軽く復習する時とかにも使えると思います。

誤った理解をしている可能性もありますので、その場合はご指摘いただけますと幸いです。

試験問題: https://www.vrsj.org/wp-content/uploads/2017/01/%E7%AC%AC12%E5%9B%9E%E5%95%8F%E9%A1%8C%E7%94%A8%E7%B4%99_%E6%9C%80%E7%B5%82%E7%89%88_web.pdf
模範解答: https://www.vrsj.org/wp-content/uploads/2017/01/%E7%AC%AC12%E5%9B%9E%E6%A8%A1%E7%AF%84%E8%A7%A3%E7%AD%94_%E6%9C%80%E7%B5%82%E7%89%88.pdf

ちなみに全67問中45問正解で、正答率は67％でした。

振り返り

第1問 バーチャルリアリティとは何か

Virtualの正確なニュアンスと反意語の関係

Virtual(本質的) ⇔ Nominal(名目的) / Imaginary(虚)

バーチャルリアリティの三要素

1. 実時間の相互作用性
2. 3次元の空間性
3. 自己投射性

第2問 バーチャルリアリティの構成

ポイント

• ディスプレイは映像を表示するものでなく、広義の提示装置を指す
• VRは3次元空間に入り込んでインタラクションを行う

AIP Cube (MITのD.Zeltzerが提唱)

引用元: https://www.slideshare.net/Sun_san2160/sf-58416544

第3問 脳神経系の解剖学的構造と神経生理学の基礎

馴染みのない単語が多くて覚えづらいですね。

ポイント

• 大脳は大脳半球と間脳からなる
• 大脳基底核
  • 大脳皮質と視床や脳幹との間を中継する
• 辺縁系
  • 情動・意欲・記憶・自律神経活動に関わる
• 後部の頭頂部と後頭部が感覚入力を受容
• 前部の前頭葉が運動刺激を出力

視覚情報処理の流れは把握しておくと良さそうです。

引用元: バーチャルリアリティ学

第4問 視覚

ポイント

• 眼球運動性: 調節、輻輳
• 両眼性: 両眼視差
• 単眼性: 隠蔽、遠近法、テクスチャ勾配、速度勾配、キャストシャドー、陰影

第5問 聴覚

耳の構造

引用元: バーチャルリアリティ学

ポイント

• 人間の可聴域は20〜20kHz
• 音色は同じ大きさと高さを持つが異なって聞こえる音の属性
• 両耳間時間差はめちゃめちゃ短い(6μs:microsecond)

第6問 体性感覚・内臓感覚

感覚の分類

• 特殊感覚
  • 視覚
  • 聴覚
  • 味覚
  • 嗅覚
  • 前庭感覚
• 体性感覚
  • 皮膚感覚
  • 深部感覚(骨格筋、関節)
• 内臓感覚(胃、腸、肝臓)

ポイント

• Aδ繊維
  • 有髄線維
  • 早い反応
• C繊維
  • 無髄繊維
  • 遅い反応
• 内蔵受容器の基本的な役目は体内の恒常性維持

第7問 前庭器官

構造

• 三半規管(回転運動を受容)
  • 前半規管
  • 後半規管
  • 水平半規管
• 耳石器(直線運動、傾斜を受容)
  • 卵形嚢(らんけいのう、水平方向)
  • 球形嚢(きゅうけいのう、垂直運動)

ポイント

• 動揺病(ベクション)は男性の方が高い感受性をもつ

第8問 味覚

基本五味

• 甘
• 酸
• 塩
• 苦
• うま

味覚の神経伝達

引用元: バーチャルリアリティ学

第9問 味覚・嗅覚ディスプレイ

味覚ディスプレイのポイント

• 基本五味である程度再現できる
• 液体をストローによって滴下する方法で実現可能
• 衛生的な課題がある

嗅覚ディスプレイポイント

• 基本の匂いは見つかっていない
• 匂い物質の「拡散」と「排気」が大事
• 空気砲方式もある

第10問 前庭感覚ディスプレイ

ポイント

• アクチュエータで加速度を与える
• 過渡的成分
  • アクチュエータ
• 定常成分
  • 傾けて重力を使う
• ウォッシュアウト
  • アクチュエータの動作限界をセーブする
• ウォッシュバック
  • ユーザーに気が付かれないように位置を戻す

第11問 体性感覚ディスプレイ

ポイント

• ハプティクスインターフェースとも呼ばれる
• 空間分解能の指標は2点分別閾(べんべついき)
• 振動子
  • 弁別閾が大きい場所で使われる
• ピンアレイ・ノズルアレイ
  • 弁別閾が小さい場所で使われる
• 知覚は応力の向きでなくひずみの大きさに比例する
  • →吸引しても押されているように感じる

第12問 脳活動の計測

ポイント

• BOLD信号
  • 血流量の増加によって起きる酸素濃度の変化
• MEG
  • 神経の電気的活動を測定
• fMRI
  • BOLD信号を計測
  • 身体的な拘束が多い
• NIRS
  • BOLD信号を計測
  • 空間分解能は下がるが身体的な拘束が少ない
• パラメータ
  • 空間分解能
  • 時間分解能
  • 形態性能
  • 安全性

第13問 3次元音空間の聴覚レンダリングとモデル

ポイント

• 室伝達関数
  • 聴取位置と音源位置の反射や回折を反映したもの
  • RTF
• 頭部伝達関数
  • 頭部付近の音現象を再現したもの
  • HRTF
• 距離によって遅延と減衰がおきる
• 幾何学音響理論
  • 直接音と反射波を考慮したもの
  • 計算方法
    • 音線方
      • 音源からの音線を追跡する
    • 虚像方
      • 鏡の位置に虚像を過程する

第14問, 第15問 人体モデルと運動生成

ポイント

• 関節トルクの計算はPID制御が使われる
  • 関節は目標値に追従する
• 力学シミュレーション
  • 外力に対する反応などを生成できる
  • バランス制御は保証できない
• 球面関節
  • 3自由度
• 回転関節
  • 1自由度

第16問 柔軟物の変形シミュレーション

ポイント

• 変異が微小なら弾性変形する
  • 外力がなくなったら元に戻る性質
• 変形モデル
  • バネ質点モデル
  • 有限要素モデル
    • 三角形の集合として表現
    • 支配方程式の重ね合わせの連立方程式を解く
• 各要素の位置や弾性パラメータの設定が事前に必要

まとめ

選択肢式なので細かい用語を覚えているかと言うよりは、どういった要素が存在するか・それがどういった役割を果たしているか、などを問う問題が多いように感じました。

個人的には選択肢の一部(のみ,ない)などを見落として誤答することが多かったので、注意したい。

一人VR技術者認定試験 Advent Calendar 2018の2日目は【VR学まとめ】1.1 バーチャルリアリティとは何かです。