Tokyo MX1「パックン・河北麻友子・池澤あやか VRフレンズ２」
昨夜は、研究室で取り組んでいる温熱環境のMR可視化や、現実世界の景観を創る道具としてのVRシミュレーションをたっぷり紹介して頂きました。見逃された方、是非来週、ご覧ください！
web版エムキャス: PC・スマホでTOKYO MXの番組を全国で視聴できます（一部地域除く）
http://www.forum8.co.jp/forum8/vrfriends.htm
スタッフの皆さま、綺麗に編集して頂き、ありがとうございます。
先日、「プログラムが書けるタレント」池澤あやかさんが阪大へ取材に来られた件、TVの放映日がわかりました。今週末からだそうです。
TV番組 Tokyo MX1「パックン・河北麻友子・池澤あやか VRフレンズ２」
※PC・スマホでTOKYO MXの番組を全国で視聴できます（一部地域除く）
チャンネル: Tokyo MX1 http://s.mxtv.jp/
web版エムキャス
スマートフォンアプリ http://mcas.jp/app/
主に、大学生、社会人向けの番組だそうで、パックン（パトリック・ハーラン）、河北麻友子さん、池澤あやかさんが、VRの最先端技術やプログラミングを楽しく紹介。今週末から連続放映だそうです。よろしくお願いします。
僭越ながら、VR×教育のPDでお話しさせて頂くことになりました。テクノロジーを活?した教育イノベーションに関する大きな国際カンファランスなのだそうです。
11月6日、東京 千代田区立麹町中学校。よろしくお願いします。
開催趣旨
デジタルテクノロジーの劇的な進化を受け、AI, IoT等、先端テクノロジーを活用した Industry 4.0（第四次産業革命）が叫ばれています。これからの産業、仕組、ルール、 制度等、あらゆる面でイノベーションが不可避となっています。 教育もそのひとつと確信した私たちは、テクノロジーを活用した教育イノベーション を推進してきました。日本の産業界や教育関係者が一丸となったイノベーション の更なる推進を図るため、教育・人材育成分野に特化した、
- 国内外の先進事例
- ベンチャーを筆頭とした多様化した教育ソリューション
を体感して頂ける 国際カンファレンスを開催します。
目的
- 新しい教育の選択肢を知って頂くこと
- 既成概念にとらわれない教育イノベーターを生み出すこと
これらの目的を果たすため、一過性のイベントとならいなよう、展示のみならず、 ディスカッションやコミュニティを重視したアクティブなカンファレンスにするとともに、 次代を担う子どもたちも最先端のイノベーションを体感できる場を創って参ります。
都市と建築のブログ 第39回目（2017年10月号）はトルコ・イスタンブールをご紹介します。写真は、アヤソフィア、そして、トルココーヒーを飲み干した後に残った粉模様。ここから物語が生まれます。
NAVERまとめにも都市と建築のブログの過去記事をアーカイブしています。
■都市と建築のブログ バックナンバー
ISP2017 ＠大阪・関西
昨年に引き続き、香港中文大学 中國城市住宅研究中心が企画するInternational Study Programmes（ISP：国際研修プログラム）が大阪・関西で開催されることになった。2017年5月の1週間、香港の教員・学生たちのホスト役を仰せつかることになった。
ISP2017の研修キーワードは昨年に引き続き、日本における高齢者に優しいデザイン、質の高いコミュニティデザイン、コミュニティと建築・都市デザインとの統合の方法、歩いて暮らせる都市の体験、地元の人々との交流、グリーン建築、水や緑の優れた利用など。この要望を受けて、大阪側で、研修プログラムの検討、訪問先の調整、大阪側の参加者募集、ブックレットの作成などを準備していった。3回に渡って、ご紹介しよう。
近江八幡
日帰りで滋賀県近江八幡市へ。自然と歴史が溢れる町はボランティア活動が盛ん。そこで、元気なシニア世代のコミュニティとの交流をメインテーマとした。近江八幡駅でママチャリをレンタルして、旧八幡地区の白雲館へ向かう。
白雲館に自転車を止めると、ボランティアガイドによる旧八幡地区のまち歩きがはじまった。日牟礼八幡宮、八幡掘、新町通り（重要伝統的建造物群保存地区）などを巡った（図1）。八幡掘を歩いていると、丁度、時代劇の撮影中であり、俳優さんに出会えたのはラッキーであった（図2）。そして、ママチャリを使いながら、ヴォーリズ記念館、ハイド記念館を訪問。ハイド記念館では、ヴォーリズ学園内にあり、中学・高等学校の雰囲気を味わえたのも貴重な体験となったようだ（図3）。さらに、ママチャリを走らせて、円山町にある、いまさかPJ（PJ：プロジェクト）の地へ向かう。
図1 新町通り
図2 時代劇ロケとの出会い
図3 ハイド記念館
いまさかPJは、定年退職世代の親爺たちの市民活動「八幡山の景観を良くする会」「びわ湖畔の景観を良くする会」「近江里山歩こう会」「健康推進友の会」「いとはんの会」「八幡酒蔵工房」などのボランティア有志が参加するプロジェクトであり、組織は2011年3月に近江八幡市の任意団体として登録された。八幡山の景観を良くする会は、2005年から継続的に八幡山の間伐作業を実践されているボランティアグループ。いまさかPJは、その作業で集まった、間伐竹の再生活用を実践することなどを活動目的のひとつとしている。
道路際にママチャリを止めて畦道を歩いていくと、水路がいきなり現れた。水路の向こうから、田舟に乗ったおじさんがにこやかにやってきて、我々を荷物ともども対岸に渡してくれた（図4）。いまさかの地は中州であり、橋は架かっておらず、舟を使うしかない。いきなり、自然の真ん中に放り込まれたようだ。ここは、日本の重要文化的景観第一号「近江八幡の水郷」のエリアに位置する。
図4 いまさかPJへ舟で上陸
中州に辿り着くと、綺麗に整備された農地が広がっている。が、プロジェクトを始めた時は、10年以上放置された元田んぼであり、雑木・いばらが茂りジャングル状態であった。そこで、約1年の歳月をかけて整地作業を行い、野原に戻していった。その後も中州の両サイドに広がる葦地をはじめとする湿地を保全すべく、セイタカアワダチソウなどの外来種が固有種を脅かさないように、草刈が定期的に行われている。
昼食は、手作りのおにぎりとトン汁、そしてお惣菜（図5）。暑すぎず、寒すぎず、という天候の下、屋外での食事は本当に気持ちが良い。お腹が満たされた後は、次の食事の種にと、スイカ、カボチャの苗をみんなで植える（図6）。もちろん、無農薬栽培。こうした農業体験自体、初めての参加者も多かった。秋になると、子供たちが芋堀りや焼き芋を楽しむそうだ。
図5 手づくりランチ
図6 スイカの苗植え
コーヒーブレイクの後、2つのチームに分かれて、カヌーと釣りを交互に体験する（図7）。釣りのターゲットは、ブルーギルなど外来種の駆除を兼ねる。カヌーを漕ぐと水面が近い。水路によっては、風が通って本当に気持ちが良い。そして、静かである。すれ違ったモーターボートの水郷巡りのお客さん達は、なんだかうらやましそうであった。
図7 カヌー体験
駅までの帰り道中、ヴォーリズ記念病院敷地内にある、ツッカーハウス、五葉館を見学。こうして、ヴォーリズ建築、歴史的まちなみ、自然、そして、シニア世代との触れ合い研修会は幕を閉じた（図8）。
図8 いまさかPJの地にて
PDF: http://y-f-lab.jp/fukudablog/files/1710machinami_FukudaFinal.pdf
コンピュータビジョン
過去3回に渡り、学部2年生の高度情報処理プログラムをご紹介した。今回は3年生の講義ノートを。
コンピュータビジョンは、コンピュータに視覚を持たせる技術の総称であり、2次元画像の解析、3次元シーンの復元、物体認識、対象の検出・追跡など、数多くの研究が行われており、ロボットや自動運転と馴染み深い。環境・エネルギー分野では問題解決に向けて現状の把握を行うことがよく行われるが、その多くは人の手に委ねられており、調査者の多大な労力・コストとエラーが生じている。コンピュータビジョンは、この問題を解決すべく、視覚分野を主な対象として、現状把握を行うための資料作成の自動化、ひいては現状把握の自動化が期待される。また、AR（拡張現実）とコンピュータビジョンを組み合わせることで、将来の緑視率の変化など、肉眼では見えない環境シミュレーションが可能となる1)。
国土基盤システム学は、3年生春・夏学期に開講する選択科目である。筆者の担当は5回であり、授業内容は以下の通りである。
授業は、Visual StudioがインストールされたWindowsPCが設置されている情報教育室で、プログラミング演習を交えて実施している。上記、項目1～7は、OpenCV（Open Source Computer Vision Library: 画像処理、画像認識、画像理解のためのオープンソースライブラリ）をVisual Studio上でインクルードして実装する。項目8のSfMは、異なる位置から撮影された複数枚の写真から、3次元構造を推定する技術であり、Agisoft PhotoScan、Autodesk Remakeを使用する。担当最終回は、上記単元から出題した課題のプレゼンテーションとした。SfMの課題には、「吹田キャンパスなどで、あなたがインスパイアされたオブジェクトを対象としてSfM化すること」。対象の選定条件として、さらに以下を伝えた。
図1は、今年3月に進路講演で訪問した、兵庫県立加古川東高等学校の校訓の石碑をSfM化したものである。講演開始40分ほど前に会場に入り、写真撮影とSfM作成を行い、講演で紹介した。日頃見慣れた校訓が精緻な3次元モデルとして講演会場に登場した時、高校生たちは相当驚いていたようだ。でき立てホヤホヤのデジタル石碑が舞台の上でクルクル回っている。松の樹皮もリアルだ。やはり、身の回りにあるオブジェクトを対象に、デモすることはインパクト強いようだ。
図１ SfMによる3次元モデリング: (左)入力写真群, (中)生成した点群, (右)生成したテクスチャ付きポリゴン
さて、大学生たちは、吹田キャンパスにある、室外機、螺旋階段、椅子、ビル、消火栓、人物のブロンズ像、モニュメントなどにインスパイアされ、SfMしてきた（図2(a)）。特徴が把握しづらい植栽や線の細い螺旋階段など、うまくいかなかった対象もあったようである。コンピュータビジョンがまだまだ発展途上の技術であり、あらゆる対象がまだ全自動ではないことを併せて理解してもらえれば幸いである。
図２(a) プレゼンテーション: 国土基盤システム学
アクティブラーニング
環境・エネルギー工学コア演習･実験 第2部（コア演習2）は、同 第1部に引き続いて開講する選択必修科目である。受講生は16個の演習テーマから2つを選択する。2つの演習テーマを各6週ずつ演習していく。各回の受講人数は6名程度である。
著者の提供する演習テーマは「VR/ARを応用した環境設計シミュレータの開発」である。演習は、アクティブラーニング形式で進めた。まず、2～3名のチームを作り（メンバーはくじ引き）、ここからはチームごとにテーマ決めや役割分担の検討を始める。システム開発の企画書を作成し、実現技術や実装方法を調査し、中間報告会を2度ほど行い、システム開発を進め、最終報告会で成果発表する。報告会を中心として、教員、TA、研究室の上級生からアドバイスをもらう。
今年度の受講生たちは、MRを用いた立体植物図鑑、画像解析を用いたスポーツ観戦アプリ、顔認識技術を用いた髪型検討ARアプリ、カメラを用いた文字認識と音声出力システム、という4つのテーマを定めてシステム開発を行った。例えば図2(b)は、「顔認識技術を用いた髪型検討ARアプリ」の中間報告会の様子で、写真右端のI君がPCに接続されたWebカメラを持って、隣にいる発表中のS君の顔に向けると、開発したシステムが顔を認識して、3次元の髪型が顔の上方の正しい位置にAR表示されて、スクリーンに表示されている様子である。これらは、Unity上でプログラミングを適宜交えて開発したものである。
図２(b) プレゼンテーション: コア演習2
自らの考えを表現し、その考えを他人と交換するために、ますます重要となるプログラミング能力。コア演習2は、この能力伸長を含めて、「問題を定義する能力」、「問題を解決する能力」、「チームを組織・運用する能力」を体感してもらう演習プログラムとした。これらの能力は、一朝一夕に身につくものではないが、とにかく早い時期にやり始めて、失敗を少しでも多く経験して、改善していく姿勢が大切であろう。いずれ社会人となり、国際社会で本格的に仕事をする前に、この進め方を少しずつ身に着けてもらえれば幸いである。
参考文献
PDF: http://y-f-lab.jp/fukudablog/files/1709machinami_FukudaFinal.pdf
C/C++によるプログラミング
前回、前々回と、学部2年生 春・夏学期（1学期）の高度情報処理教育プログラムをご紹介した。今回は秋・冬学期（2学期）の様子を。
情報処理は、2年生秋・冬学期に開講する選択科目である。コンピュータサイエンスの基礎、プログラミングの設計方法、C/C++の基本文法を理解しながら、いくつかのアルゴリズムをC/C++でプログラミングする方法を身に着ける。
情報処理を講義する情報教育室では2-3年前に、統合開発環境（IDE: Integrated Development Environment）としてマイクロソフト社のVisual Studioが数多くのPCにインストールされ、普段接するWindows環境でプログラミングを学べるようになった。よって、学生個人のPCにVisual Studioをインストールして、課題を自宅で進めることも可能となる。授業内容は以下の通りである。
C/C++言語は、国際的に広い分野で使われていること、コンピュータの動作理解に役立つこと、他の言語取得に役立つ基本的な言語であること、から選定している。また近年では、インターンシップの申し込み条件にC言語の習得状況が問われることも増えてきた。授業内容の後半には、C++が含まれているが、C++の全てをひとつのセメスターで講義することはできない。ただ、C++を通じてオブジェクト指向プログラミングに触れ、クラスを設計する経験は大切であると考えている。なぜなら、オブジェクト指向のプラグミング言語は市井に普及しており、それらのサンプルを触る必要が少なくないからである。
プログラミング演習は、プログラムの理解だけでなく、論理的思考力や物事を仕上げる力（段取り力）を習得する上でも大切なトレーニングであるといえるだろう。
VR/ARシステムを作る
環境・エネルギー工学コア演習･実験 第1部は、情報処理と同時期に開講する選択必修科目である。受講生は14個の演習テーマから4つを選択し、選択した4つの演習テーマを各3週ずつ演習していく。（教員は同じ演習テーマを4回繰り返すことになる…）各回の受講人数は6名程度である。
著者の提供する演習テーマは大まかには「3次元環境設計シミュレーションの基礎」である。内容として、基礎的な理論・技術だけでなく、国際会議で発表したての最先端技術を取り込んだ演習内容を作るように心がけている。この両立を3週間の演習で行うのは「言うは易く行うは難し」であるが、最先端技術に少しでも触れてもらうことは大切であると考えている。そこで、昨年（2016）度は、ゲームエンジン（Unity）を基盤としてVR/ARシステムを開発することを演習内容とした。3週間の内容は以下の通りである。
第1週は、球ころがしゲームの作成を通じて、Unityで簡単なゲームを作成する。Unityが提供する単純なモデルやユーザインターフェースだけでゲームを短時間で構築し、Unityの簡単な使い方について理解を深めてもらうものである。ユーザは玉を操作して、範囲内にあるカプセルを全て回収する。玉が赤色のバーに触れたらゲームオーバー。Unity内部で完結した練習問題である。
第2週は、春夏学期で実施したBIMソフトを用いたカフェ設計（前々号）の発展と位置づけ、カフェBIMモデルをUnityにインポートして、Unity上でアセットと呼ばれる外部プログラムやオブジェクトのインポートと設定、教員側で作成した太陽光シミュレーションや照明変化プログラムの実装などを行う。照明のオン・オフや、照明の色を変更するなどを演習課題としている。Oculus Rift等のHMD（ヘッド・マウント・ディスプレイ）でもVR体験する。
第3週は、まず、カフェBIM設計モデルを模型のようにAR表示させる。紙の平面図の上に、カフェの3次元モデルが現れる。ARはVRと違って、現実空間とのつながりがあるため、受講生は新鮮に感じるようである。次に、研究室で開発中の屋外型ARシステム1) にカフェBIMモデルを入力して、建設予定地で実スケール体験する。屋外型ARシステムはC/C++言語で記述されており、このプログラムのハンドリングは学部2年生にとって敷居がまだ高いため、TA学生が主体的に作業してくれた。一方、受講生にとっては、自分ではじめて設計した建物を、建設予定地で実物大で眺めることができ、良い体験になっているようだ（図1）。
図１ 建設予定地・実スケールでのARを用いた設計シミュレーション
参考文献
K. Inoue, T. Fukuda, N. Yabuki, A. Motamedi and T. Michikawa: 2016, Post-Demolition Landscape Assessment Using Photogrammetry-based Diminished Reality (DR), Proceedings of the 16th International Conference on Construction Applications of Virtual Reality (conVR2016), 689-699.
PDF: http://y-f-lab.jp/fukudablog/files/1708machinami_FukudaFinal.pdf
7月にトルコ・イスタンブールで開催された、17th International Conference, CAADFutures 2017国際会議で発表したスライドをSlideshareにアップロードしました（一部改変）。
CAADFutures 2017は、1985年に始まり、2年に一度開催される、建築・都市設計とコンピュータに関する国際学術会議です。論文発表された研究カテゴリーは以下の通りです。
当方の研究グループの発表は以下となります。
Proceedings (全文査読有 | Full paper reviewed)
Tomohiro Fukuda, Hideki Nada, Haruo Adachi, Shunta Shimizu, Chikako Takei, Yusuke Sato, Nobuyoshi Yabuki, and Ali Motamedi: 2017, Integration of a Structure from Motion into Virtual and Augmented Reality for Architectural and Urban Simulation: Demonstrated in Real Architectural and Urban Projects, Future Trajectories of Computation in Design: 17th International Conference CAAD Futures 2017, p.596, 2017.7
Book (Book contribution)
Tomohiro Fukuda, Hideki Nada, Haruo Adachi, Shunta Shimizu, Chikako Takei, Yusuke Sato, Nobuyoshi Yabuki, and Ali Motamedi: 2017, Integration of a Structure from Motion into Virtual and Augmented Reality for Architectural and Urban Simulation: Demonstrated in Real Architectural and Urban Projects, Computer-Aided Architectural Design - Future Trajectories，pp.60-77，Springer (Communications in Computer and Information Science 724), ISSN 1865-0929，ISBN 978-981-10-5196-8，2017.7
尚、Proceedings、Springerは学会サイトよりダウンロード可能です（期間限定あり）。
尚、印刷版は、Springer社やAmazonで購入可能です。
