2D/3D教材開発システム

教材開発センターでは、2D/3D教材開発システムを導入しております。先生方の講義資料や研究資料の作成等にお使い下さい。

デジタル顕微鏡

この装置は、肉眼では見ることが出来ないような小さな物体を拡大して閲覧することが出来ます。
教材開発センターが所有しているデジタル顕微鏡では最大で200倍の倍率で様々な物体を閲覧することが出来ます。
閲覧した物体は拡大写真として保存したり、物体の測量を行ったりすることが出来ます。
この顕微鏡を活用して、私達の肉眼では見ることの出来ない部分の知識に焦点を当てた資料を作成し、それらを多くの人々に提供できる形で公開していきたいと考えています。
■システム構成:高解像度画像ファイル(20~200倍、4800(H)×3600(V)画素、RGB各16階調)

  

光学式モーションキャプチャー装置

この装置は、人間の動きや物体の「動き」をデジタルデータとして保存することが出来ます。
例えば、野球のバッティングフォームやラジコン飛行機が飛ぶ軌跡等をデジタルデータとして保存することが出来ます。
動きを測定するために、対象物には赤外線反射マーカーを取り付けています。これらのマーカーの動きを正確に測定するために、対象物の周りを18台のカメラで取り囲みます。各カメラから測定されたデータをパソコンに送り、各カメラからのデータを同期させて対象物の正確な位置を計算します。
知識を保存するための機関である図書館にとって、人間の動作や物体の動いた軌跡なども人類が将来にわたって保存していくべき貴重なデータです。
教材開発センターでは、データ保存と、保存したデータの活用を通じて、紙の媒体では表現が難しかった物体の動きの内容を視覚的にわかりやすい形にして表現するための新しい教材の開発に取り組んでいます。
■システム構成:モーションデータ(bvh等)

  

3Dスキャナー

この装置は、現実の物体の形状をデジタルデータとして保存することが出来ます。
例えば、3Dスキャナを利用して、歴史的に価値のある「土器」等の形状を測定し、デジタルデータとして保存することで、土器の形状を風化させることなく後世の人々に伝えることが出来ます。
教材開発センターでは、これらのデジタル化した資料を活用して、紙の媒体では実現が難しかった3Dの特徴を活かした電子教材を開発していきたいと考えています。
現在の紙の教科書にも歴史的な資料として「土器」の画像などが掲載されていますが、紙の資料では、平面的な画像しか見ることが出来ないので、土器の裏側や立体的な形状が把握しにくい問題があります。3Dスキャナでデジタル化したデータを利用して電子教材を開発することで、歴史的な資料を立体的に閲覧することができ、学習効果や興味・関心などのモチベーションの向上が期待されます。
■システム構成:3次元点群データ(STL, rgv, rvm)と3次元形状データ(ply, obj, dxf等)

  

3Dプリンター

この装置は、コンピューター上で制作されたデジタル形状を、実際の物として形状を出力する装置です。例えば、CADなどで制作された工業製品の形状データや3Dスキャナーでスキャンした物体の形状データなどを、この装置に入力することで、入力したデータの形状を出力することが出来ます。
現在、教材開発センターでは、人文科学研究院の坂上教授と共に宮中の儀式を再現する教材の開発に取り組んでいます。このプロジェクトでは、CADを利用して制作した京都御所内の紫宸殿の形状を、3Dプリンターで出力したり、宮廷の儀式をCGで再現するために利用したりしています。宮中の儀式の様子を紙の媒体だけで学習するだけでなく、3Dプリンターで構築された建物やCGによるアニメーションを見ながら学習することで、学習効果や興味・関心などのモチベーションの向上が期待されます。
■システム構成:樹脂模型(297×210×200(mm))

  
※写真中の紫宸殿の3Dモデルはプロトタイプ版です。

ハイスピードカメラ

この装置は、現実世界の動きをスローモーション映像として撮影することが出来ます。
ハイスピードカメラは、一秒間に数千枚の写真を連続して撮影することで、スローモーション映像を作り出します。例えば、水風船がはじける瞬間を、一秒間に3000回カメラのシャッターを切って撮影するとします。すると、水風船がはじける様子の連続写真が3000枚できあがります。これらの3000枚の写真を繋いで、一秒間に30枚の絵が切り替わる映像として出力すると、実際の速度の100分の1の速さのスローモーション映像が出来上がります。
ハイスピードカメラは、昆虫の羽の動きや物体同士がぶつかる瞬間の映像など、人間の肉眼ではとらえることが難しい映像を撮影するのに適しています。
■システム構成:連続画像ファイル(500~100,000fps、1696×1710画素)

  
ハイスピードカメラのデモムービーはこちら

視線追尾装置

この装置は、瞳の動きを捉えて人間がどこを見ているかを計測することが出来ます。
教材開発センターで管理している視線追尾装置はヘッドマウント式(装置を頭部に装着する方式)の装置です。この装置には、小型カメラの他に、LED ライトと反射ミラーが備え付けられています。反射ミラーを使って、LED ライトの光を瞳に当てることで、小型カメラが瞳の追跡する精度を高めています。視線追尾装置は、人間の瞳の動きの解析を行うのに非常に適しています。解析結果は、よく見られている部分とそうでない部分とをエリアごとに色分けして可視化することが出来ます。視線追尾装置は、電子教材のユーザーインターフェイスの研究などへの活用が期待されています。
■システム構成:視線追尾動画像ファイル(AVI, BMP)と視線座標データ(CSVファイル)