# [45] $360^{\circ$ ビューモーフィング: 2 枚のパノラマ写真によるウ オークスルー可能な空間のアーカイブ
}

○田中美苗 ${ }^{1)}$, 河合直樹 ${ }^{1)}$ ，近藤孝夫 ${ }^{11}$

1) 大日本印刷株式会社マーケテイング本部アーカイブ事業推進ユニット事業開発第 3 部ビジュアルイン タラクション開発グループ，〒162-8001 東京都新宿区市谷加賀町 $1-1-1$

E-mail: tanaka-m5@mail.dnp.co.jp
## $360^{\circ$ View Morphing: Archive of walkthrough space generated from two panoramic photographs}

TANAKA Mina ${ }^{1)}$, KAWAI Naoki ${ }^{1)}$, KONDOU Takao ${ }^{1)}$

1) Dai Nippon Printing Co, Ltd.(DNP), 1-1-1, Ichigaya-Kagacho, Shinjuku-ku, Tokyo, 162-

8001 Japan

## 【発表概要】

$360^{\circ}$ ビューモーフィングは、ひとつの空間の中の 2 地点で撮影したパノラマ写真を合成して VR 空間を生成する技術である。この技術では、 2 つ撮影地点間をウォークスルーするように移動したり、任意の地点で立ち止まって周囲を見回したりするような没入感の高い体験が Web ブラウザ上で可能である。パノラマ写真 2 枚から生成可能なため、制作負荷が低く、手軽に空間をアーカイブすることができる。本発表では、この技術の概要と歴史的建造物や展覧会での使用事例を紹介すると共に空間アーカイブの意義と課題についても触れる。

## 1. はじめに

これまで歴史的建造物などの室内空間を写真や映像でアーカイブする様々な取り組みが行われてきた。パノラマ写真の利用もそのひとつで、Google Street View などでの取り組みが広く知られている。これらの手法では、 ひとつのパノラマ撮影地点と次の撮影地点の間をジャンプするように視線を移動させるのが一般的であるが、ユーザが意図した地点とは異なる地点で視線の移動と静止を繰り返すため、ユーザ自身が自然にウォークスルーをしている感覚が得られにくい。また、ユーザが任意の地点で周囲を見回すような体験も困難である。一方コンピュータグラフィックス （CG）で制作されたコンテンツでは、自然な視線の移動や任意の地点で見回すことが可能であるが、制作コストや写実性に課題がある。

我々は、ひとつの空間の中の 2 地点でパノラマ写真を撮影し、それらを合成して VR 空間を生成する技術「 $360^{\circ}$ ビューモーフィング」を開発した。この技術では、 2 つの撮影地点間をウォークスルーするように移動したり、任意の地点で立ち止まって周囲を見回したりするような没入感の高い体験が Web ブラ
ウザ上で可能である（図 1）。

図 1. $360^{\circ}$ ビューモーフィングの特徴

## 2. $360^{\circ$ ビューモーフィングについて}

## 2.1 技術概要

ビューモーフィングは、 2 地点で撮影された 2 枚の画像から、その中間での視点のビュ一を生成する手法で、Seitz らによって提案されている[1]。この手法では、運動視差による像の移動がエピポーラ線上に限定されることを利用して中間ビューを生成する。また、 McMillan らは、2つのパノラマ画像におけるエピポーラ線の性質を明らかにし、円筒図法上でビューモーフィングを施すことで、任意視点でのパノラマビューを生成する手法を提案しているが、この手法では被写体に歪みが
生じる[2]。

パノラマ画像の投影法には様々なものがあるが、代表的なものに円筒図法、正距円筒図法、キューブマップが挙げられる。ビューモ ーフィングに利用すると、円筒図法では、表現できない領域があり、直線が曲線として投影されてモーフィング像に歪みが生じる。正距円筒図法では全方位を表現できるが、歪みが生じる。キューブマップでは全方位を表現でき、歪みもないが、画像が立方体の 6 面に分割されるため、境界をまたぐ被写体の対応付けやレンダリング処理が複雑になる。

そこでこれらを改善し、被写体の直線性と画像の連続性を両立した投影法として管状のマップ（Tubemap）を考案した。Tubemap では、投影面を横長の 4 領域から構成される 1 枚の画像となるようにし、前後方向には蓋をするような形で該当するテクスチャを貼り付ける。このようにしてTubemapでは被写体の直線性が維持され、かつ、境界が無く全方位を連続して表現できるようになっている [3][4]。

## 2. 2 撮影と制作

まずひとつの室内空間の中で、撮影する 2 地点を決定する。基本的には、空間の中央を通る直線上に壁から等距離の地点を 2 地点設定して撮影する（図 2)。360 度映り込むため、三脚を使用し、撮影者は室外や物陰に隠孔てリモートで撮影する。隅々まで映り込むものへの配慮が必要であるが、基本的に通常のスチール撮影と同じように撮影する。現在は価格や撮影の手軽さを重視し、撮影には市販の 360 度カメラを使用している。

次に撮影したパノラマ写真の垂直、水平方向の向きを合わせる。三脚を使用してもわずかな傾きが出るため、正確に上下が垂直になるように補正し（図 3)、2 枚のパノラマの方位を合わせた後 Tubemap形式に変換する（図 4)。次いで 2 枚の Tubemap 中に写っている被写体の位置による視差を対応づけし（図 5)、独自形式のポリゴンデータを生成する。これら一連の作業を軽量化するため、制作ツール
を用意している。

図2. 撮影地点

図3. 傾きの補正

図4. 方位合わせ

図 5. 視差対応づけ

## 3. 空間ア一カイブの事例

$360^{\circ}$ ビューモーフィングを使用した 3 つの事例を紹介する。

## 3. 1 歴史的建造物

最初に歴史的建造物の事例として、応挙館を紹介する。応挙館は、東京国立博物館本館北側の庭園に配された 5 棟の茶室のひとつである。東京国立博物館のウェブサイトによると[5]、尾張国（現在の愛知県大治町）の天台宗寺院、明眼院の書院として宽保 2 年 (1742) に建てられ、その後東京都内に移築された後、昭和 8 年 (1933) 同館に寄贈され、現在の位置に移された。室内に描かれている墨画は、天明 4 年 $(1784)$ 、円山応挙 $(1733 \sim 1795)$ が明眼院に眼病で逗留していた際に描いたものと伝えられている。墨画は保存上の理由から収蔵庫で保管されているが、2007 年に最新のデジタル画像処理と印刷技術による複製の障壁画が設置され、応挙揮毫当時の絵画空間が再現されている。

図 6. 応挙館（東京国立博物館）室内の様子とウォークスルーのイメージ

## 3. 2 美術館

次に美術館での事例として、ギンザ・グラフィック・ギャラリー (ggg) で 2020 年 6 月
29 日から 8 月 29 日まで開催された「TDC $2020 」$展を紹介する。「TDC 展」は、東京タイプデイレクターズクラブ（東京 TDC）が主催し、 タイポグラフィ中心の国際アニュアルコンペティション「東京 TDC 賞」の受賞作品、ノミネート作品などを展示する企画展で、毎年開催されている。

2020 年も 4 月から開催予定で会場が設営されたが、新型コロナウィルス感染拡大防止のため、6 月末まで開催が延期された。そこで展示会場は完成したものの閉館を余儀なくされた ggg での展示の様子をバーチャルに体験できるコンテンツとして、ggg のウェブサイト上で公開された。[6]

図 7. TDC2020 展（ggg）会場の様子とウォー クスルーのイメージ

## 3. 3 企業展示会

最後に企業展示会の事例として、福音館書店の「あけてみようかがくのとびら展」を紹介する。同展は、福音館の月刊科学絵本「かがくのとも」が創刊 50 周年を迎えるのを記念して開催された展示会で、2019 年 8 月 23 日から 9 月 8 日にかけてアーツ千代田 3331 で開催された。自然、体、食べ物、乗り物の 4 つ

の切り口から、これまでに出版された絵本やその原画と共に科学の楽しさを伝える様々な展示やイベントが行われた。

この「あけてみようかがくのとびら展」開催を告知、PRするホームページにて、会場の様子を紹介する VR として公開された。[7]

図 8. あけてみようかがくのとびら展会場の様子とウォークスルーのイメージ

## 4. おわりに

これまで紹介していきたように、 $360^{\circ}$ ビユーモーフィングでは、市販の 360 度カメラを使用して撮影したパノラマ写真 2 枚から写実的な VR 空間を生成する。大がかりな $3 \mathrm{D}$ 計測やモデリングを行わずに VR 空間を作成できるので、手軽に室内空間などの雾囲気を体験できるコンテンツを提供可能である。

空間そのものをアーカイブし、その中で視線を自由に移動できるようにすることは、その空間がなくなった後にもそれを往時のままに体験できるという利点がある。写真や映像でもその様子を伝えることはできるが、自由
に見まわしたり、視線を移動したりすることで、臨場感を高めることができる。しかしながら、空間のアーカイブという概念がまだ普及しておらず、映像との違いを理解してもらうことが難しいところがある。また手軽にできるとはいえ、新しい概念のものに費用を捻出するのが困難なことや、撮影された作品の権利関係などが課題になっている。

## 参考文献

[1] Seitz, Steven M and Dyer, Charles R : View morphing, Proceedings of the 23rd annual conference on Computer graphics and interactive techniques, pp. 21-30, 1996.

[2] McMillan, Leonard and Bishop, Gary :

Plenoptic modeling: An image-based rendering system, Proceedings of the 22nd annual conference on Computer graphics and interactive techniques, pp. 39-46, 1995.

[3] 河合直樹, ウォークスルーに好適な全方位画像表現の提案. 第 24 回日本バーチャルリアリティ学会大会論文集, 3C-05, 2019.

[4] Kawai N, Kondo T and Tanaka M :Tubemap:A projection for omnidirectional view interpolation, SIGGRAPH2020:ACM SIGGRAPH 2020 Poters, Article No.: 27, 2020.

[5] 東京国立博物館来館案内構内マップ庭園・茶室応挙館.

https://www.tnm.jp/modules/r_free_page/index.ph $\mathrm{p} ? \mathrm{id}=121$ (参照 2020-08-19)

[6] ギンザ・グラフィック・ギャラリー お知らせ【ggg】TDC2020 展：展覧会動画・VR 公開. 2020/6/1

http://www.dnp.co.jp/gallery/ggg/tdc2020pvr/gggT DC_B1F.html (参照 2020-08-19)

http://www.dnp.co.jp/gallery/ggg/tdc2020pvr/gggT DC2 B1F.html (参照 2020-08-19)

[7] 福音館書店あけてみようかがくのとびら. https://www.fukuinkan.co.jp/kagakunotomo50/eve nt/ (参照 2020-08-19)