Science

RFID ^{とプロ ョンマ ピン を活用 た科学館向け}

ンタ イ ン _VR

田 大樹

*1

和田 孝志

*2

白井 暁彦

*3

Entertainment Virtual Reality System for Science Museum utilizing RFID and projection mapping Taiki Kitada^*1, Takashi Wada^*2 and Akihiko Shirai ^*3

Abstract ^{稿 ン ン ン ン 利用例 学館 ン}

ン 体験 通 学 ン ン 開 具体的 例 報告 新潟県立自然 学館 開催

い 企画展 謎解 ベン 失わ 紋章 開 _RFID ベ

成績 属性 ン ン 活用 学 ン ン い 特

多人数 時 参 数万人 利用 学館向 ン ン ン

開 い 必要 開 手法 手法 品質 い 考慮 対策 技

術的要因や課題 い 報告

Keywords: RFID, Projection Mapping, Education, Virtual Reality, Entertainment System

1 ^めに

学 館 ン ン

楽 い体験 通 学 伝え いう機能

求 業務用 や

ネ 等 異 開 基

盤 予算規模 大 く い一方 利用者規模 展 示施 設 中 規模 学 館 一日 あ 千人以 企画展 あ 期間中 数万人程 常 設展 あ 数 十万 人程 体験 者 利 用

高い 定性 求 え 料 企画展 特 展 運営形態

求 更 品質 高く設定

報告 産学連携 い 実施 新潟 県立自然 学館 開催 い 企画展 謎解

ベン 失わ 紋章 開 い

ン ン ン ン 関 わ

産学間 協業 い 開 手法

中心 例報告 行う

2 ^関連研究

現在 一般的 普及 あ _RFID 基盤 非接触 ベ

成績

ン ン 使い 中規模 地域 学館 い 学 対 楽 い体験 興味 持

目的 ン ン 開

関連 行 例 び研究

ン _[1] 挙

前者 ₂₀₀₄年 国立 学博物館 実施

TV ^{ン 特集 企画}

展示 学展 い

赤 外線 用 い 測 位 型 端 用い

展示物 い 学習 進

世界 初 実世界 ン 実

現 ン 展示 あ 廣

瀬 論文_[2] い 実 空間

空間 設定 空

間 歩 回 実世界 情

報 得 楽 明

測位 型端 展示

鑑 賞者 行 動 合 わ ン ン 実 現 い 後 者

MAGIQUEST 2005^{年 誕生}

ン 世界 観 大規 模 展 示造 作 構 成 体 験型 ン

ン あ _[3] 日 国内 東京

ン 蒲郡

い ン 施設 稼働

い

ン 内容 体験者 赤外 線 信装置や 録用 内蔵 ワン

*1神奈川 大学情報 学専攻, kitada@shirai.la

*2 ^{新潟県立自然 学館},t-wada@sciencemuseum.jp

*3 ^{神奈川 大学},shirai@ic.kanagawa-it.ac.jp

*1 Information and Computer Sciences, Kanagawa Institute of Technology

*2 Niigata Science Museum

*3 Kanagawa Institute of Technology

杖型端 使い ン内

隠 収集

試練 目的 あ

2^{件 行 例 び研究 例え}

ン ン 探検隊

[4] ^{う 端 設置 施設共 型 在}

RFID ^{使用 いう点}

関 行わ い 数多く ン

ン 似 い

ン ン ₃面 ン

ン 投影 部 屋 部屋 付 構成

ほ 造作 必要 学 ン ン

情報 示や 拡張 能性 い

特徴 あ

3 ^{企画展 概要}

3.1 ^概要

開 新潟

県立自然 学館 _{7 21} 日 _{9 2} 日 間 開催 企画展 謎解 ベン 失

わ 紋章 使用 開

わ

企画展 物質 何 ？ いう 元 探索 ン 展示 ン 設 い

探索 ン 代 物質 根源

考え い 火 水 風 土 四代元 素 中世 行わ い 錬金術 現代

学 歴 歩

ン ン ン ン

体験 以 略 ン

使用

展示 ン 探索 ン 解 ネ ン ン 利 用 展示 物

解 ン ン 中心 解 ン ン 展示 い

3.2 ^{コン ン 設定}

探 索 ン

ン ン 活 用 ン ン 世界 観設

定 次 う 設定 い

19 ^{世紀 舞 依頼人 あ}

伯 爵_{( 1)} 四 代 元 素 火 水 風 土 ₄ 紋章 入手

紋章 易 表 火 順 易

高く 構成 い 体験者 入場時 一 紋章 選び 真 実 ン ン

RFID ^内蔵 LED ^{ン ン 持 、}

ン ン 様 々 世 界

5 ^{試練 部屋 道順 沿 冒険}

いく 過程 各試練 部屋 出題

学 解 紋章 入手

目的 い 全 試練 部屋 冒険後

出 学 結果 応 紋章 入手

否 定 設 基準 満 い

成績書 ₂ 印 形 体験者 紋章 手渡

1 ^依頼人

Fig.1 "Coil Friedman", client of the quest

2 ^成績書

Fig.2 Certification of result

3.3 ^{体験 流れ}

体 験 者 用意 道 順 沿 通路 進 行 順番 ン ン 体験 いく

(1) ^{入場 依頼人 部屋}

体験者 体験 ン 入場 依頼人 紋章入手 依頼 依頼人 部屋 始 担 当員 あ 依頼 人 秘書 ン ン 手渡

3 ^{紋章 選択}

い 内部的 情報 録

う

3 ^{真実 ン ン}

Fig.3 "Lantern of True", the user interface

(2) ^{回答 試練 部屋}1^～5

紋章 選択後 体験者 道順 沿 試練 部屋 冒険 いく

試練 部屋 各部屋 中央 設置 い ン ン 置く 部屋内

ン ン 映像 投影

問題 ₂ 解答候補 中央 壁 投影 体験者 限時間 ₁₀ 以内 部屋

内 設置 い 使い 前面 壁

投影 い 正解 思う 解答 候補 投影 い 方 作動 、問題 回

答 う ₄

4 ^回答

Fig.4 Answering by the gadget

使 、体験者 回答 側 正誤 定 行う 正誤 定 応

映像 部屋内 投影 正誤

定 応 ン ン 実現

う ₅ 各試練 部屋 設 易

応 回答 体験者 ン

ン 体験 いく

(3) ^{成績結果 場 依頼人 部屋}

道順 試練 部屋 解 ₅ 部屋 巡回 終 わ 出 側 設 依 頼人 部屋 戻

形 各₅ 試練 部屋

成績 成績書 体験者 渡 ン ン 回収 行う

4 ^構成

3 ^{紹 ン ン 実 現}

い 解 う 解

あ 依 頼人 部 屋 各試 練 部 屋 基 構成 解 以 示 ₅

5 ^{基 構成}

Fig.5 System structure

依頼人 部屋₍入 出 _{) RFID} 使用 目的 _{PC1 RFID}

設置 出 側 試練 部屋 成績書

行 ン 設置 い

各試練 部屋 依頼人 部屋 様

RFID ^{御用 以 略}

ン _PC 使用

ン ン 映像 御用 _PC 計₂ 入力 検知 株式会社 ワン _USB 御 _[5]

設置 い

各_{PC OS} Windows7 Professional

ン 使用 _LAN ネ

ワ 接続 固定_IP 割 振 い

室内 照明 御 体験者 動線追跡

検知 告知 う 機器

運用 い 具体的 試練 部屋₁ 試練 部屋₅ 出 所 ン 設置

体験者 込 入 管理 活用 い 部屋 部屋 移動

適 ン 効果照明 御

雰 気 壊 い体験者 誘 う

4.1 _RFID^{を使った成績 属性}

出 側 依頼人 部屋 成績書 行 体験者 入 依頼人 部屋 選 易 表 紋章 各試 練 部屋 回 答

正誤 定 保管 く必要 あ

実現 _RFID ベ

使 成績 属性 開

各 開 い 開 環 境

Visual Studio 2010 .Net Framework4.0 ^使用

4.1.1 _RFID ^用途

体験者 識 方法 _RFID 使 用 _RFID 使用 重複 い固 定 値 体験者 識

ベ い 体験者

使用 _RFID び 様 ₁₀桁 英数 値 録

い _EM4102規格 直径_30mm 厚 _1.3mm

RFID ^規格 OLMEX^社

RFID ^使用

ン _RFID 利用

関 側 約 あ _RFID 紋章 種類 成績等

い い 一般的 _RFID 様 _Felica

非接触_IC 内部 様々

収納 一般的 あ ン

RFID 3 ^{真実 ン ン}

底部 埋 込 複数 用意 体験者間

使い回 使用 え 内部

持 場合 新 試練 部屋 増設

問題数 増や 改良 え

複数 あ 全 ン ン _RFID 内部 書 換え 必要 あ 内部的

持 生 在

回 最 限 個体識 収納 、

以外 側 管理

ベ 完全 外部

例外 あ ン

脅威 管理 拡張性 や

い_4.1 冒頭 述 様 実装

RFID RFID ^{様 世}

界観 壊 い う 部屋 装飾 合わ 目 立 い う 各部屋 設置 い

4.1.2 ^{タベ サ バ}

体験者 正誤 定 保管

ベ 構築

構築 あ 用_OS

Ubuntu Server12.04LTS[6] ^{使用 ベ}

管理 PostgreSQL9.14[7] ^使用

い 開 初期段 仮想

Oracle VM Virtual Box [8] ^仮想環境

構築 程作業 得 実

機 方 構築 い

具体的 _PostgreSQL 設計 ベ

構造 表₁ 構造 明 関

4.1.3 ^{明 行う}

表 ₁ ベ 構造 Table1 Design of Database

4.1.3 ^{タベ 利用}

実 ベ 使用 体験者

管理 依頼人 部屋 入 使用 体験者情報 録

ScienceQuestEntry ^{各 試練 部 屋 使用}

進行 び正誤 定 _Lantern

開 両 側

構 成 カ ラム 扱 う デ タ

管理用番号 デ タベ ス 登録時に自動で 挿入さ 番号

RFID値 桁の英数字

紋章情報 体験者 選択した火水風土のいず の紋章 問～5 の成績結果 問～5 まで の成績結果

問～5 の回答情報 問～5 の体験者 回答した選択肢 総合成績 問～5 まで を合計値

体験者人数 人数

プレイヤ RFIDの管理フラグ al で

登録日時 デ タの登録日時

更新日時 デ タの登録の最終更新日時

PostgreSQL ^{通 信 う} .NET

Framework Npgsql[9] ^使

用

体 験 者 情 報 録

ScienceQuestEntry ^{体験者 入場 依頼人}

部屋 入 い 依頼人 秘書 あ 員 _RFID ン ン _RFID値

体験者 希望 紋章 属性 体験者 人 数 決 数 置 換 え ン

入力 ベ 内 表 ₁

い 体験者 ₁件 録 次 進行 び正誤 定

Lantern ^{各試練 部屋 回答 び正誤 定}

行う ン _PC 稼働 い

ン ン 置 _RFID値 ベ 録 い 該当 _RFID値 体験者 問い合わ 映像 御_PC

連携 進行

正誤 定 得 体験者 更新 う ₆

6 ^{進行 管理} Lantern

Fig.6 Program "Lantern", for quiz procedure management

Lantern ^{依頼人 部屋 出}

成績書 行時 印 持 依

頼人 部屋 _PC 稼働 い 各試練 部 屋 問題 終了 体験者 ン ン _RFID

紋章 入手 正解数 あ ベ 問い合わ 成績書 印

う

ン ン 使い回 使用

録 いく 重複

ベ 録 う

各体験者 内 _RFID

管理 設 録時 各試練 部屋

ン ン 体験中 稼働中_(true) 成績

書 行後 体験終了_(falise)

RFID^{値 ベ 内 重複 い}

稼働状態 体験者

指定 問題 解決

4.2 ^{プロ ョンマ ピン}

各試練 部屋 天井 _NEC ン 製

NP-M350XSJL ^{前面 側 壁 向}

設置 い ₇ 部屋

前 壁 映像 投影

ン ン 実現 い ₈

7 ^群

Fig.7 Projector clusters

8 ^{ン ン 例}

Fig.8 Result example of Projection mapping (Room1)

映 像 御方 法 映 像 御 用

PC ^{稼働 様} TCP/IP

期 い _RFID 進行 び

正誤 定 _Lantern 稼働

ン _PC 映像 御用 _PC 間 共

機能 使 映像 御 い

具体的 _Lantern 進行 合わ 映像 御用 _PC側 共

指 定 進行状 態

示 略語 書 内容 書 込 映像 御用

PC^{側 一定周期}

込 _Lantern 進行状況 把

握 連携 実現 い 5 ^{問題と解決策}

開 ₂₀₁₂

年_{7 21}日 企画展 開始 稼働 開始 い ₉

章 稼働 開始 現在 い 実 生 問題 解決策 い 述

9 ^{企画展 様子}

Fig.9 Entrance of Exhibition in Niigata Science Museum

一 目 開 者側 想 定 い 体験 者

ン 実 ン 異 問題

生 各試練 部屋 使

回答 い 体験者側 回答 開 者側 想定 い 限 時間 一杯 回 答

悩 ン ン₀ 段

作動 行動 多い 回答 用

い 試練 部屋 異

作動 時間 場合 作動

い 間 回 答 打 う

あ う 問題

問題 修正策 回答時間 修正

え ン

い 間 連携

いく問題 展 側

調整 解決 質的 解決

ン _PC 映像 御用 _{PC TCP/IP}

期 ₁ 統合 う

改善 必要 あ

目 共 期 方法

問題 浮 ン _PC 映像 御用

PC^{間 使 進行状況}

期 行う 稀 開

い いう 生 例外処理 扱わ 強 終了 い 致 的

害 生 問題 起 原因

書 込 う 瞬間 映像 御用 _PC側

込 い 権限 的

出来 場合 ネ ワ

遅延 考え 問題 解決策 映像 御用 _PC 動作 真似

開 実 権限 関

合い 状況 再現

失 敗 前 内容 変更

開く 成 繰 返 様 変更

6 ^まとめ

大 規 模 ン ン 開

い 体験者 楽 考え 場合、

見 目 や ン ン 面 白 重要 あ

、 以 定 動作 重要

あ いう

想 定 程や 失敗 前 設 計 行う必要 あ

謝辞_: 論文執筆 あ ワ

供い い 神奈川 大学情報 学 所属 大貫絵梨 望 陽子、神奈川 大学情 報 学専攻所属 出雄空明 商 各位

び写真 供 材 対応い い 新 潟県立自然 学館 西潟氏 冨士氏 ン

運営 作関 者全員 謝意 表 い

参考文献

[1] ^{檜山 敦}, ^{山 淳}, ^{西岡 貞一}, ^{葛岡 英明}, ^広田 一_, 廣瀬 通考_: ン 位置駆動

型 利用

ン ン _, 日 学会論文誌

vol.10, No.4, 2005

[2] ^{檜山 敦}, ^{山 淳}, ^{西岡 貞一}, ^{葛岡 英明}, ^広田 一_, 廣瀬 通考_: ン _–博物館

情報支援 実証実験_{- ,} 電子情報通信学会総合大会講演論文集 ₂₀₀₅年 基 礎 境界

[3]

http://www.tokyo-dome.co.jp/magiquest/index.html (^{最終 ：}2012^年8 9^日)

[4] ^{ン ン}, ^探検隊

http://www.namja.jp/attraction/shop/shop02.html (^{最終 ：}2012^年8 9^日)

[5] ^{株式会社 ワン},USB DELEGATER

http://bit-trade-one.co.jp/P-Tools/Pro001-DEL.html

(^{最終 ：}2012^年8 9^日)

[6] Ubuntu Server 12.04 LTS

http://www.ubuntu.com/download/server (^{最終 ：}2012^年8 9^日) [7]PostgreSQL

http://www.postgresql.org/

(^{最終 ：}2012^年8 9^日)

[8] Oracle VM VirtualBox https://www.virtualbox.org/

(^{最終 ：}2012^年8 9^日) [9] Npgsql

http://pgfoundry.org/projects/npgsql/ (^{最終 ：}2012^年8 9^日)