PDF 研究計画書大規模実時間イベントのためのサイバーフィジカルシステムアーキ

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研究計画書

大規模実時間イベントのためのサイバーフィジカルシステムアーキ Cyber-Physical System Architecture for Real-time and テクチャ

Scalable event

慶應義塾大学大学院政策・メディア研究科工藤紀篤

学籍番号80749098 平成24年4 月29日

概要

インターネットの高速化によって多地点での実時間イベントが可能となった。一方その接続に用いられるインターネット上のコミュニケーションは、文字から高度な音や映像を組み合わせ新しいメディアとして発展している。本研究では、実空間上での多地点を連結して同時に進行する実時間イベントを、高度なコミュニケーションメディアの統合化で実現することにより、規模と目的に適合するサイバーフィジカルアーキテクチャ、CPARSE (Cyber-Physical system Architecture for Real-time and Scalable

Event)を提案する。本システムは放送メディアなどの一対多の一方向メディア、テレビ会議などの双方向多地点メディア、SNS

などの情報共有型のメディアなどの特徴を統合し、対話型の実時間制御システムとの組み合わせで実現する。発展する要素技術からの独立性を設計理念とし、持続的な運用可能性が成就している。本研究では、CPARSEによって実現される多大学や多国間のさまざまな遠隔教育システムや、コンサートなどのイベント共有システムなどの実証実験を通じたインクリメンタル開発とその評価によりシステムの正当性を実証する。

1 研究背景とアプローチ

1.1 背景

授業や会議など参加者全員が時間を共有するイベントをリアルタイムイベントとする。リアルタイムイベントではイベント参加者の発言が他の参加者に時間差無く共有されるため質疑応答などイベント参加者間でのコミュニケーションが実現する。これまで授業や会議など実際のリアルタイムイベントは、教室や会議室など同一空間内で行われてきた。

しかしデジタル情報基盤としてのインターネット上では、一般家庭におけるブロードバンド環境の普及やモバイル環境におけるインターネットアクセスの広帯域化、テレビ会議システムや大規模な動画配信技術など要素技術の持続的な発展により複数地点間を接続したリアルタイムイベントが片方向メディアや双方向メディアなど様々な手法で実現可能となった。

高等教育においても，複数大学間での遠隔授業による単位互換や共同授業，各種イベントのインターネット配信，国内外の研究者との遠隔会議など教育研究活動において数多くのリアルタイムイベントが実施されている．筆者らは，慶應義塾大学大学院政策・メディア研究科を中心とする4大学5研究科による先端ITスペシャリスト育成プログラムなど遠隔授業環境を構築してきた。時間を共有する遠隔授業は非同期のビデオアーカイブと比較し、

質疑応答や他の受講者とのコミュニケーションにより授業への参加間や臨場感が高く受講者の満足度が高い。しかし、同一地点内からの参加と比較し臨場感に欠けたり、

集中しにくいなどの課題が挙げられている。特に片方向メディアを利用する場合、質疑応答や感想の共有などコミュニケーションが難しく参加者が時間を共有する意義を失うこともある。

2000年以降、「情報爆発」という現象が観測されるようにインターネット上に存在する情報量の増加が爆発的に加速している。この一因としては、個人が気軽にBlogや SNS上で文字や写真の共有が可能になったことが挙げられる。リアルタイムイベントにおいても、近年Facebook

やTwitterなどよりリアルタイム性の高い基盤上におい

て、感想や雑談が共有され議論が進むなど従来のテレビ会議システムや動画配信以外のメディアにより生み出される情報が増加している。またセンサーにより取得される室内の各種機器や参加者の動作などの情報もインターネット上で共有可能となっている。

しかし、既存の遠隔授業やイベントのインターネット配信では、地点間を接続する機器やシステムが対応するごく一部の情報だけが共有されている。SNSや空間内のセンサーなど日々進歩する新しいメディアに対応した環境の構築は、人と人のコミュニケーションを地点間で再現するモデルに基づく特定の要素技術では実現が困難である。本研究ではこれまでのコミュニケーションモデルとは異なる新たなリアルタイムイベント環境を提案する。

1.2 本研究のアプローチ

近年、サイバーフィジカルシステム(CPS)と呼ばれる新たな考え方が注目を集めている。サイバーフィジカル

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図 1: 同一フィジカルスペース内での会話

システムの定義はsystem featuring tight combination of, and coordination between the system’s computational and physical elementとされており人や物から生成される大量のデータをクラウドなどサイバースペース上に蓄積・

処理し新たなサービスを生み出している。本研究が対象とするリアルタイムイベントにおいても、参加者や機器から多くの情報が生成されている。

本研究では、こうしたフィジカルスペース上での多地点を連結して同時に進行するリアルタイムイベントを、高度なコミュニケーションメディアの統合化で実現することにより、規模と目的に適合するサイバーフィジカルアーキテクチャ、CPARSE (Cyber-Physical system Architecture for Real-time and Scalable Event)を提案する。

CPARSEは、(1)フィジカルスペースにおけるリアル

タイムイベントのセンシング、(2)サイバースペース上でイベントの規模や目的に応じて複数のメディアを融合するプロセッシング、(3)融合されたメディアのモニタリングとコントロールをリアルタイムに行うアクチュエーションから成り立つ。

2 _{既存環境の分析}

2.1 コミュニケーションモデルに基づくリアルタイムイベント

fig:p2pcomに同一フィジカルスペースにおけるコミュニケーション例として2人の参加者間での会話を示す。同一フィジカルスペース内では無意識のうちに無数の情報が共有されており、お互いに相手の姿を視認することやジェスチャーだけでなく室内に表示される資料なども参加者間で共有されている。またこの時相手が自分のことが見えていること、声が聞こえていることは保障されている。

この環境では図中の参加者aが参加者bに片方向的な情報伝達を行う際でも、参加者bから参加者aに対してうなずきや表情また視線を合致させるなどのフィードバッ

図2: 複数フィジカルスペース間での会話

クが発生する。fig:dp2pcomにこの環境が複数フィジカルスペースに分断した状態を示す。図では地点Aと地点 Bが双方向メディアにより接続されている。地点Aの参加者aが地点Bの参加者Bに情報伝達を行う場合、同一フィジカルスペース内とはことなり全ての情報が無意識のうちに共有されない。発言、ジェスチャー、資料などコミュニケーションの目的を達成に必要な情報が選択され、

映像音声、画像、文字などのメディアがサイバースペース上を通過しコミュニケーションの相手方に伝達される。

利用するメディアの種類はリアルタイムイベントの規模、

目的、利用可能なリソースにより決定される。

fig:dp2pcomにおいて、参加者aの発言とジェスチャーが映像と音声で共有され、参加者bの発言が文字情報として共有されるとすると、参加者aは参加者bの発言内容以外の情報を得られない。よって同一フィジカルスペースでは実現していた参加者bのうなずきや表情などフィードバックを得ながらのコミュニケーションは成立しない。

重近らは，リアルタイムイベントを発言や演奏などイベントにおいて主となるコミュニケーションをInbandコミュニケーションと定義し、臨場感やイベントへの参加感に繋がる私語やアイコンタクトなどのコミュニケーショ

ンをOutbandコミュニケーションと定義した。

既存の複数フィジカルスペース間でのリアルタイムイベントの多くは、同一フィジカルスペースにおける物と比較して品質や満足度が低いと言われる。例えば、遠隔授業において遠隔地の受講者が教室内の受講者と比較し講義に集中することが難しかったり、教員が受講者からフィードバックを得られないため講義し難い事や、コンサートなどの芸術文化コンテンツを視聴する際の満足度が演奏会場における体験に及ばない。これは臨場感やイベントの参加感に関わりをもつOutbandコミュニケーションが欠落していることによる。

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2.2 メディアの品質と限界

イギリスArt Councilによる芸術文化コンテンツのオンラインでの利用状況調査では、芸術文化コンテンツのオンライン視聴では約6割の視聴者が生の体験より品質が劣ると回答し、また他者とのコミュニケーションが無いことを惜しんでいる結果が得られている。

リアルタイムイベントへの遠隔参加時の画質は利用する機器や視聴者の環境によって異なるがほとんどの場合においてSD品質程度であり、デジタル化した現行のテレビ放送のHD品質に劣っており満足度が低い。また専門のスタッフにより制作されるテレビ番組と比較しカメラワークなどコンテンツ制作上の品質でも劣る物が多く同一フィジカルスペースにおいてイベントに参加する場合より劣った環境であることが多い。遠隔授業や会議などで利用する双方向のテレビ会議システムでも同様に画質や音質の問題と伝送遅延によるコミュニケーション時に違和感が問題となる。

並木らは、等身大に表示される人物映像表示、発言者の位置が特定できる音場、HDTV映像伝送、一体感をかもし出す高臨場感の会議環境により遠隔地の人物が同じ部屋にいるかのような会議環境を構築し場の共有を行っている。また近年ではCiscoやPolycoomなど多くの企業が同様のコンセプトのテレプレゼンス装置を販売している。しかし少人数の会議など特定の条件に特化し、画質や音質の高品質化だけでなく什器とそのレイアウトや音が聞こえる方向の統一によりフィジカルスペース間で共有する情報の種類と品質を最大限に高めた空間共有でも

一部のInbandコミュニケーションに利用されるメディア

を増やしたりその品質を高めたに過ぎず、同一フィジカルスペース内のコミュニケーション環境を模倣したものである。

よって、コミュニケーションモデルに基づいたコミュニケーション環境は、同一フィジカルスペースにおける対面でのコミュニケーションを超えることはできない。

2.3 参加者間のコミュニケーション

他の参加者と時間を共有するリアルタイムイベントでは各参加者が発言したり、質疑応答などの直接的なコミュニケーションが存在しなくても他者の存在が重要である。

コンサートホールやスポーツの試合会場では、直接の会話がなくとも応援、拍手、歓声などをtooしてイベント参加者全体が一体感を感じることで参加感が得られる。また会場への行き帰りなどに同行者と期待感や感想を共有することもイベントへの参加における重要な要素である。

しかしテレビ放送のような片方向メディア単体によるコンサートやスポーツ観戦には他のイベント参加者とのコミュニケーションが存在しない。よって会場での一体感やイベントへの参加感を得るため、不特定多数の集団を形成するパブリックビューイングが催されることもある。

サッカーなどスポーツの試合に試合会場ではなくテレビ放送などを集団で視聴するパブリックビューイングで

参加することは近年一般的となった。西尾らはパブリックビューイングをコンテンツの予測不可能性の高さ、場所の脱個人性の高さ、オーディエンスの匿名性の高さの3 点から成り立つイベントを再イベント化した物と定義し、

スポーツの試合など結果がわからないイベントに自宅ではなくあえて公共の場所から不特定多数の参加者と一緒に応援したり歓声をあげることがイベントへの参加感や一体感に繋がるとしている。しかし、パブリックビューイング会場と試合会場、また複数のパブリックビューイング会場間は独立しており試合会場からの放送以外に会場間を接続するメディアは存在しない。よって各パブリックビューイング会場は試合会場とは独立したイベントであり、試合会場と全てのパブリックビューイング会場をふくめた全体としての一体感や共感を生むことは難しい。またパブリックビューイング会場はフィジカルスペースなので収容人員や会場が遠いなどの物理的な制約を受ける。

2.4 新たな技術への対応

TwitterやFacebookなどリアルタイム性の高いSNSを用いて講演や議論の内容を要約し文字情報として共有したり，その感想や意見を共有し会場での議論にフィードバックする新しい形のリアルタイムイベントが近年注目されている．

しかし従来型リアルタイムイベントではこうした新しい技術は考慮されておらず従来型リアルタイムイベントでは，映像や音声の高品質化や伝送される情報の種類を増やしコミュニケーション品質を改善するアプローチをとる．一方，SNSへの投稿はテキスト化など情報量を減らすアプローチが取り，イベント参加者だけでなくSNS の他のユーザへも情報を拡散しフィジカルスペースにおけるコミュニケーションに近づけるのではなく別の価値を創造している．拡散した情報から途中からでもログを参照して途中参加したり，他の作業をしながらイベントに参加するなどこれまでとは異なるイベントへの参加方法が提供される．

SNSに限らずサイバースペース上で日々進化する新たなサービスやアプリケーションを柔軟にリアルタイムイベントに取り込めない点で従来型リアルタイムイベントには限界がある．

3 本研究のアプローチ

本研究では，従来のフィジカルスペース間の接続によるリアルタイムイベントに変わる新しい形態として，フィジカルスペースから取得した情報をサイバースペース上で共有するアプローチをとるサイバーフィジカルシステムアーキテクチャCPARSE（Cyber-Physical system Archi- tecture for Real-time and Scalable Event）を提案する．

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3.1 本研究におけるサイバーフィジカルシステム

サイバーフィジカルシステムとは，一般にフィジカルスペースにおける事象から取得(センシング）したデータをサイバースペースにおける計算能力により処理(プロセッシング）し，フィジカルスペースにおける機器のコントロールなどのアクチュエーションを行うループを構成するアーキテクチャである．

サイバーフィジカルシステムは，センサネットワークの発達によりフィジカルスペース内における多くの情報がセンシングできるようになり，またそのデータをインターネット上で共有可能になったこと，またサイバースペース上でそのデータを処理できるコンピューティングリソースが安価に利用できるようになったことで近年注目を集めている．

代表例の一つであるスマートグリッドでは，リアルタイムに変化する各地の電力需要を機器レベルからセンシングしプロセッシングを行う．プロセッシング結果に基づき発電量や送電網の調整，個別機器の制御を行うアクチュエーションを繰り返し送電網全体を最適な状態にするループを構成している．

本研究では，フィジカルスペースにおけるリアルタイムイベントから人間のコミュニケーションに必要な情報をセンシングする．これをサイバースペースにおけるプロセッシングとアクチュエーションによりメディア変換を行い参加者毎に適切なメディアを提供しリアルタイムイベントを実現する．

3.2 CPARSE

fig:cparseにCPARSEの概要を示す．リアルタイムイベント参加者が複数人いる地点をフィジカルスペースと定義する．フィジカルスペースにおける参加者は，講演や演奏などを同一フィジカルスペース内のリアルタイムイベント時と同様に行う．CPARSEは1)フィジカルスペースにおけるイベントのセンシング，2)センシングされたイベントの情報を参加者に適したメディアに変換しマッピング情報を生成するプロセッシング，3)複数のマッピング情報を統合しリアルタイムイベント全体のモニタリングとコントロールを行うアクチュエーションからなる．

教員による講義や講義資料，演奏者による演奏などフィジカルスペース内のイベントを構成する情報をカメラやマイクなどでセンシングしサイバースペースへ送信する．

少人数会議における密な議論では，全参加者の映像音声が双方向で共有されなければ成立しないが，大規模な講義型授業であれば教員の映像音声だけが共有されれば成立するなどセンシングする情報は，イベントの目的や規模により異なる．センシングされた情報はサイバースペース上のサービスやアプリケーションによるプロセッシングにより，サイバースペース上にマッピングされたフィジカルスペースの情報(マッピング情報）となる．

マッピング情報はサイバースペース上で共有され，遠隔参加者がリアルタイムイベントに参加するために利用する．遠隔参加者は，自宅など固定されたフィジカルスペースからのアクセスだけでなく，移動中であったりイベントが行われているフィジカルスペース内で携帯端末を利用する場合もあり，特定のフィジカルスペースから参加しない．また1人が複数のアプリケーションを用いたり，フィジカルスペースからもイベントに参加する場合もある．よってフィジカルスペース内の参加者に対して，

サイバースペース上でマッピング情報にアクセスする主体をサイバーエレメントと定義する．

サイバーエレメントはマッピング情報にアクセスするだけでなく質問や意見など発言もする．CPARSEではサイバーエレメントからの発言もセンシングしサイバースペース上でマッピング情報として共有する．サイバーエレメントからセンシングされる発言では，映像や音声といった既存のメディアだけでなく，文字入力や拍手等特定のアクションボタンをクリックするなど抽象化を行い他のメディアを用いることもある．

CPARSE により実現するリアルタイムイベントは，

H.323やSIPなど特定の要素技術に依存した構築された

環境ではない．フィジカルスペースからセンシングとそのプロセッシングにおいて複数の異なる技術を併用できる．その結果生成されるサイバースペース上に分散する複数のマッピング情報をイベントの規模や目的により組み合わせ，帯域やデバイスが異なるイベント参加者それぞれが利用可能なマッピング情報へ誘導し，リアルタイムイベント全体のモニタリングとコントロールをおこなう機能をアクチュエーションと定義する．

3.3 目的と要求事項

授業や会議などの目的、参加者数や接続される拠点数、

利用可能な帯域、利用できる機器により遠隔リアルタイムイベント

4 CPARSE による放送型リアルタイムイベントの設計と実装

CPARSEでは目的や規模に応じてリアルタイムイベン

ト環境を構築する．本研究では実証実験として，演奏会と卒業式の2種類の規模や目的の異なるリアルタイムイベントにおいてその評価を行った．

4.1 実証実験 1:演奏会

4.1.1 イベント概要

演奏会における実証実験を2010年12月31日に東京文化会館大ホールで開催された「ベートーヴェンは凄い！全交響曲連続演奏会2010」のインターネット配信で行った．

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図3: サイバーフィジカルシステムアーキテクチャ

本演奏会は毎年大晦日にベートーヴェンの全交響曲を演奏するイベントである．指揮者のロリンマゼール氏の希望により世界中で演奏を共有するため動画配信を実施した．本実証実験では，大画面での3D映像とサラウンド音声によるパブリックビューイングと，遠隔参加者の環境別の動画配信を実施し低帯域から広帯域環境で演奏が楽しめる環境を構築した．また12月に数多く催される第九演奏会への参加に期待される一年の締めくくりを他の参加者と共有し得られる一体感を得るため参加者の感想など発言を共有した．

4.1.2 演奏会場からのセンシング

オーケストラの演奏会は視聴環境の品質に対する要求が高い芸術文化イベントであり，演奏会場内の座席によって販売価格が異なったり，高価なアンプやスピーカーでクラシック音楽を楽しむファンが多い．よって動画配信時には画質や音質を可能な限り高品質としなければならない．またオーケストラ演奏では，曲の進行にあわせて見せ場となる楽器や演奏者が異なる．よって映像制作者が演奏を理解し，曲にあわせた撮影やミキシングがされなければならない．本実証実験では，テレビ放送品質の番組制作能力をもつ株式会社NHKメディアテクノロジーを中心としたオーケストラ演奏を熟知したスタッフが演奏会場でオーケストラ演奏をセンシングした．隔参加者が高い臨場感を得られるよう，通常のテレビ放送における HD(1080i)撮影，3Dカメラを用いた奥行き感を得られる撮影，5.1チャンネルサラウンド音声と24bit/96kHzステレオ音声による録音を行った．

一方で，演奏中には質疑応答など観客が発言する機会はなく私語はノイズとなる．拍手や歓声など観客からのフィードバックは演奏者に必要だが，演奏会場内にも観

客がいるため，本研究では遠隔参加者からのフィードバックは行わない．また会場内の参加者の様子も会場全体の雰囲気を伝える全体映像や環境音程度とし個別の観客による発言やジェスチャーはセンシングしない．

演奏会場からの片方向配信では，遠隔参加者は孤立しイベントへの参加感を失う．本実証実験では，(1)パブリックビューイングによる集団視聴，(2)感想や意見の文字情報による遠隔参加者間での共有，の2つの手法で参加感や一体感が得られる環境を構築する．

パブリックビューイング参加者間のコミュニケーションとそれにより得られる一体感は，会場内でのみ得られる感覚である．よって他のフィジカルスペースの参加者との共有を行わない．

本実証実験では，遠隔参加者の感想や意見などの発言を文字情報としてセンシングし共有する．文字情報は，演奏会において最重要な演奏を妨害するノイズとならない．

過去には坂本龍一コンサートにおけるRemote Clapsでは拍手の共有，Gayaシステムではランダムに表示される短文を表示して遠隔参加者とイベント会場内の参加者が同一のコミュニケーション基盤を共有している．どちらも会場内では発言という音声メディアを用いて共有されていたものだが，発言や行動の抽象度を高めることでスケーラビリティが高められる工夫がされている．抽象度が高まると表現できる情報量は減少する．本実証実験ではボタンなど抽象化されたアクションではなくコンテンツに関する感想意見だけでなく自分の状況や技術的なトラブル報告などを自由記述できること，またイベント参加者だけでなく友人や知人などへの情報拡散ができるTwitter により参加者の発言をセンシングする．

またイベントへの参加者数を測定するため，動画の視聴者数をリアルタイムでセンシングする．

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表1: 演奏会におけるマッピング情報

マッピング情報名映像音声アクセス方法

(1)3Dサラウンド音 3D(1080i) 5.1ch オリジナル

(2)サラウンド 3D(720p) 5.1ch CDN(WMT)

(3)3Dサラウンド 3D(720p) 5.1ch マルチキャスト

(4)3Dステレオ 3D(720p) 2ch(44.1kHz)) Ustream (5)2D HD 2D(720p) 2ch(44.1kHz) Ustream (6)3Dモバイル 3D(SD) 2ch(44.1kHz) Ustream

(7)静止画静止画 2ch(48kHz) Ustream

(8)音声(24bit) 無し 2ch(48kHz) CDN(WMT)

(9)音声(24bit96khz) 無し 2ch(96kHz) CDN(WMT)

(10)音声(マルチキャスト) 無し 2ch マルチキャスト

4.1.3 プロセッシング

本実証実験では，センシングした情報を演奏会場から慶應義塾大学日吉キャンパスへHD-SDI over IP(H.264

18Mbps)で伝送し参加者の環境にあわせたマッピング情

報を生成するプロセッシングを行った．パブリックビューイング会場では，センシングされたオリジナルのフルHD 3D映像と5.1chサラウンド音声を用いる．

遠隔参加者向けインターネット配信用には，帯域別に複数種類のマッピング情報を生成する．本研究では参加者のインターネット接続を1)高帯域(2Mbps以上)，2)中帯域(500Kbps程度)，3)低帯域(100Kbps程度)と定義した．広帯域では，3D映像もしくはHD解像度の映像とサラウンド音声により3D対応ディスプレイなどと組み合わせることで高い臨場感が得られる事とする．中帯域では SD解像度の映像とステレオ音声による一般的なPC環境での視聴もしくは，映像無しの高ビットレートの高音質ステレオ音声によりDAC等と接続してCD以上の品質を持つ音声で視聴とした．低帯域では，ステレオ音声のみで国外やスマートフォンなどのモバイル環境からでもアクセスできる．この方針に基づき最終的に表tab:henkan に示すマッピング情報を生成した．これらのマッピング情報には数万人単位でのアクセスできることとする．本実証実験では，Ustream，WIDE Cloud，協力CDN事業

者によるCDN，IPマルチキャストという独立した複数の

手法を併用してスケーラビリティを確保した．

Twitterを用いてセンシングされた遠隔参加者のツイー

トを不特定多数のイベント参加者間で共有するためハッシュタグを定めUstreamのソーシャルストリーム機能により動画を視聴しながら同一画面内にツイートを表示した．fig:ustscreen左側にU streamによる画面表示例をしめす．ツイートだけでなく同一画面内に視聴者数を表示し

，他者の存在感を表現した．f ig:ustscreen右上にスマートフォンによる(5)3Dモバイルへのアクセス時の表示例

，右下に(4)3DステレオへP CでアクセスしHDM Iケーブルで3D対応テレビへ出力した際の表示例を示す．これらの視聴方法ではツイートは同時に表示されないが，ツイートはU stream以外のT witterクライアントやW ebブ

ラウザからも利用でき，ハッシュタグ検索を行うことでイベント中の他の参加者の発言を参照できる．

4.1.4 アクチュエーション

本実証実験では，サイバースペース上に生成された複数のマッピング情報の統合と遠隔参加者が各自の環境にあわせた環境でイベントに参加するためのゲートウェイとしてWebページ(http://a4a.wide.ad.jp/)を構築し，遠隔参加者がそれぞれの環境に最適なマッピング情報へアクセスできるようにした．

リアルタイムイベントを実現するため，慶応大学日吉キャンパスにおいて全てのマッピング情報を実際に視聴するモニタリングと，音量調整やチャンネル間の誘導を行うコントロールをおこなった．

4.2 実験概要 2: 卒業式

4.2.1 イベント概要

演奏会とは異なるタイプのイベントとして2011年3月に実施された慶應義塾大学の4つのイベントにおいても実証実験を行った．卒業式は本来同一フィジカルスペース内に参加者が集合して実施されるが，2010年度は東日本大震災の影響により参加者が同一地点に集合することが困難となったため，インターネット配信によるイベントとして実施した．

• 平成22（2010）年度慶應義塾大学学部学位記授与式

日時：2011年3月23日11:00〜13:00

場所：慶應義塾大学三田キャンパス北館ホール

• SFC卒業式

日時：2011年3月23日15:00〜16:00

• 平成22（2010）年度慶應義塾大学学部学位記授与式

日時：2011年3月29日11:00〜12:00

• SFC大学院卒業式

日時：2011年3月29日15:00〜16:00

場所：慶應義塾大学三田キャンパス北館ホール/フィリピン(ゲスト)

本実証実験では学部や研究科毎の卒業生代表や学部長など登壇者だけが会場から参加し，他の卒業生や保護者はインターネット配信により参加した．SFC大学院卒業式ではフィリピンからのゲストスピーカーと登壇者の対談も行いその様子も配信した．

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4.2.2 イベント会場からのセンシング

卒業式は演奏会と比較すると品質に対する要求は低い．

特にサラウンドや非圧縮音声であることで参加者の印象が大きく変化することはない．映像に関しても表情やジェスチャーが認識できれば問題なく，演奏会のように無限に高い品質を追求する必要がない．本イベントでは，壇上で進行する式典の様子をHD解像度の映像とステレオ音声でセンシングする．

卒業式も演奏会と同様に代表者以外の卒業生は発言する機会はない．しかし，着飾った他の卒業生の存在感，友人との会話や記念写真など参加者間コミュニケーションは重要である．本イベントではこうした参加者間のコミュニケーションの補完するため，遠隔参加者の視聴風景を写真や動画，感想などの発言を文字情報としてセンシングし共有する．演奏会と同様にTwitterを用いてこれらをセンシングする．写真や動画など文字以外のメディアはWebサービスを用いて実現しTwitter上でURLを共有することとした．

4.2.3 プロセッシング

演奏会と同様に広帯域から低帯域まで様々な環境からイベントに参加できるようプロセッシングを行う．本イベントでは(1)広帯域(2Mbps程度)，(2)中帯域(200kbps 程度)，(3)低帯域(64Kbps程度）の3種類のマッピング情報を生成した．またマッピング情報への同時アクセスは，例年の卒業式への参加者数約1万人程度と予測した．

広帯域では，解像度720p(1280×720ピクセル）の映像とステレオ音声とし，自宅や大学からの視聴を想定した．

中帯域では解像度は352×198ピクセルとステレオ音声としモバイル環境を含め幅広くアクセス可能な映像音声の配信を行った．また音声チャンネルではより低帯域の環境を想定し64kbpsで音声のみとした．

4.2.4 アクチュエーション

演奏会と同様に複数あるマッピング情報へ参加者が円滑にアクセスしイベントに参加するためのゲートウェイとしてWebページ(http://live.wide.ad.jp)を用いて複数のマッピング情報から参加者がそれぞれ適切なマッピング情報へアクセスする．

また，遠隔参加者がアクセスするマッピング情報をスタッフがモニタリングし映像や音声にトラブルが無いことを常時監視し，必要に応じたコントロールを行う．同時に遠隔参加者が発信するマッピング情報のモニタリングをおこない，誹謗中傷など不適切な発言があった場合

はUstream画面内からの削除を行える体制をとった．

図 5: 演奏会中における同時視聴者数とツイート数

4.3 評価

4.3.1 イベント参加者数

表tab:numbersに各イベントの遠隔参加者数としてUs- treamへのアクセス数とTwitterにおける発言数(ツイート数）を示す．

演奏会ではUstreamを利用した4つのチャンネルにのべ117,992のアクセスを集めTwitterでは2,200のアカウ

ントから14,821ツイートを観測した．ユニーク視聴者数

でも55,135アクセスを集めており，東京文化会館(定員

約2,000人)を大幅に上回る遠隔参加者が50カ国以上からイベントに参加した．

fig:a4aにUstreamとWMTへの同時アクセス者数とツイート数を示す．時間の経過と共にイベントへの参加者数もツイート数も増加を続けている．イベントへの参加者のほとんどはUstreamを利用しており，そのアクセス元は約6割がUstream内からのアクセスもしくは公式 Webページ経由であった．また2割がTwitterを経由しており，ツイート内容を分析すると，知人友人へ向けての案内やそれを元とした会話も観測されており，イベント中の口コミが視聴者数増加に関与したと考えられる．

学部学位記授与式では 6,000 人の卒業者数に対して 18,397のユニークアクセス，SFC学部卒業式では700人程度の卒業生に対し6,933のユニークアクセスを記録するなど，卒業者数以上のアクセスを記録している．ツイート内容の分析からOBや在学生など本来の卒業式関係者以外も数多くイベントに参加していたと考えられる．

4.3.2 マッピング情報の品質

演奏会では，品質の異なる10種類のマッピング情報を生成しパブリックビューイング会場や遠隔参加者へ配信を行った．各マッピング情報の品質はTwitter上で画質や音質だけでなくカメラワークなどコンテンツ制作に関しても多くの好意的メッセージがが集まり参加者に好評であった．また，24bit 96kHzの音声は現行のテレビ放送やCDの品質を超えておりインターネット配信であっても高品質が実現できることを示した．

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表 2: イベント参加者数

イベント名ユニーク視聴者数のべ視聴者数ツイート数発言者数

演奏会(Ustream) 55,135 117,992 14,821 2,200

学部学位記授与式 18,397 28,531 725 307 SFC学部卒業式 6,933 10,356 656 221 大学院学位記授与式 5,182 7,871 67 36 SFC大学院卒業式 1,990 2,519 127 45

図6: 交響曲第九番演奏中のツイート

コンテンツ制作に関しては，オーケストラ演奏を熟知したスタッフにより制作され後日テレビ放送も行われる高品位なコンテンツが制作された．また，テレビ放送時にはカットされたが，イベント中は休憩時間も映像音声の配信を続けたため，テレビ放送ではカットされる休憩時間中の一部演奏者による音出しや，第九前の合唱団用ひな壇設置など会場内でしか見られない様子を遠隔参加者も視聴できた．これはTwitter上での雑談のきっかけとなっておりイベントへの参加感を感じることに役立ったといえる．

4.3.3 演奏会におけるTwitterログの解析

交響曲第九番演奏中のツイートを5分ごとに内容別に分類した結果をfig:dai9に示す．配信サーバやプレイヤー側のバッファリングなどの要因により参加者は数分程度の時間差で参加している．よって演奏の開始や終了などが厳密には同時にならないため5分程度毎に集計した．

ツイート数は演奏が始まる前22時と演奏終了直後の23 時30分頃にピークとなっている．しかしその内容は異なる．演奏が始まる前には，参加者数をカウントや，視聴していない友人知人への紹介など，これから始まる演奏への期待感を募らせるものが多く内容は分散している．しかし演奏終了後は拍手や歓声を表す表現が多くなり演奏者に対する賞賛や感謝に変わり内容もほぼ同一となる．また演奏終了後のツイート数が最も大きな盛り上がりを見せている．これは第九番以外の他の交響曲演奏時にも同

図 7: 学部学位記授与式におけるツイート数の推移

様の傾向だった．拍手や歓声など演奏会場における意思表示を抽象化した機能がなくとも多くの参加者から拍手や歓声を表す表現がツイートされ，発言全体ほほとんどが得そうに対する賞賛となっており参加者間で共感が生まれていたと考えられる．

演奏中も常時ツイートがあり，参加者数の推移や感想など演奏会に関するツイートだけでなく，家事や帰省など大晦日の生活の様子を通して世界中から演奏会へ参加している様子が共有されたことが，それぞれの参加者が大晦日にベートーヴェンの演奏会に参加していると感じられた事につながった．

従来の演奏会における演奏会場内では，演奏を楽しむ以外の行為は存在せず他者とのコミュニケーションはノイズとなるため存在しなかった．しかし遠隔参加者に演奏の視聴を邪魔しないTwitterによるコミュニケーションを用意することで会場とは異なるカジュアルな演奏会への参加が実現した．

4.3.4 卒業式におけるTwitterログの解析

表tab:numbersに卒業式の各イベントで定めたハッシュタグに対するツイート数とユニークアカウント数を示す．

Ustreamの視聴画面からの発言には自動的にハッシュタ

グが付与されるが，会場内の参加者なども発言にハッシュタグを含めることでサイバースペースにおける参加者間コミュニケーションに参加できていた．

fig:tweetsに学部学位記授与式における5 分ごとのツイート数をしめす．式典の開始前後と終了時と中盤の12 時15分頃にも発言数が多いピークがありイベント参加者の盛り上がりがあった．

演奏会と同様に，イベントの開始前には友人知人への紹介や視聴者数の報告など期待や卒業の喜びの表現が多

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く見られた．イベント開始後には参加者数の推移や感想だけでなく，演奏会では見られなかった登壇者の発言内容の要約が共有され，動画視聴をしなくともツイートだけでイベントに参加できた．また，中盤に盛り上がりをみせた12時15分頃は塾歌(校歌)の斉唱時であった．この時，演奏にあわせ歌詞がツイートされ発言数が増えており，会場で歌うかわりにTwitter上で発言することでイベントへの参加意識が高まったと考えられる．イベント終了直後の盛り上がりでは，卒業生への祝福のメッセージや，インターネット配信による式典への感想などがよせられた．

イベント中の参加者の私語は，演奏会と同様に卒業式の会場内では禁止されている．しかし本実証実験では，参加者のイベントへの参加感を高めたり，イベントの存在を広めより多くの参加者を集める働きをした．これは演奏会における実証実験時と同様に，Twitter上で共有される情報が卒業式そのものを視聴するにあたり邪魔にならなかったためである．

また，イベントの参加者へ向けた写真アップロードの呼びかけに対して図fig:sfcpicsに示すような一部参加者による自主的なパブリックビューイングの様子や動画配信，家庭での視聴環境が共有された．文字に限定されずさまざまなメディアにより参加者からのフィードバックや互いの存在感が共有された．

SFC学部卒業式はイベント当日に実施が決定されたため，開始直前には数多くのイベントの紹介がTwitter上で観測された．

学部学位記授与式や演奏会の実証実験とは異なり，登

壇者もTwitterへのアクセスをするためそれぞれのノー

トPCをもって登壇した．よってイベント中にも参加者からのメッセージや写真を確認したり，壇上からツイートに返信するなど参加者と直接コミュニケーションを交わすこともあった．その結果SFC学部卒業式では，単位時間あたりのツイート数が学部学位記授与式(6ツイート/

分)と比較し11ツイート/分と大幅に増加しており単なる動画の視聴ではなく，発言を行うイベントへの参加という感覚がより強い物となった．またSFC大学院卒業式では，修了証書の授与に代わり研究会委員長による修了者の氏名呼び上げを行い，それに対してTwitter上で「はい」という返事をツイートさせる試みを行った．この試

みでもTwitter上に多くのツイートが集まりイベントの

双方向性を高めた．

4.3.5 スケーラビリティ

演奏会における実証実験では，第九演奏中の23:30ころ Ustreamを用いた2D HDチャンネルに6,313の同時アクセスを記録した．2D HDチャンネルは約2Mbpsのビットレートで配信をしているため最大で約13Gbpsのトラフィックが発生した．アクセス数の増加に伴い，23時頃に一部参加者がUstreamの2D HDチャンネルで映像や音声が途切れるなど不具合を訴えた．しかし，Ustream側

での対応と，リソースに余裕のあるUstream以外への誘

導をTwitter上で行った結果イベント全体としては支障

なく運営できた．

卒業式の4つのイベントの中でUstreamへの同時接続が最大となったのは学部学位記授与式における3月23日 12:25分頃で，HDチャンネルへ3,075アクセスを記録した．

HDチャンネルでは2Mbpsでの配信であり，合計6Gbps 以上のトラフィックが生成されたが問題無く配信できた．

またUstreamは2010年に行われた宇多田ヒカルのライブ配信において同時接続数10万を超える規模での配信を行うなど本実証実験を大きく超える規模でも利用可能であり十分なスケーラビリティを持っていた．

実施した実証実験におけるTwitter上のツイート数は，

演奏会の実証実験時には全ての演奏が終了した直後お 23:35からの5分間に600ツイートを記録した．またSFC 学部卒業式の終了直後の16:00からの5分間に155ツイートを記録した．

時間あたりのツイート数が増加すると全ての発言を読むことが難しくなるが，発言数が急増することで場の盛り上がりや一体感を感じられる．フィジカルスペースにおいても少人数では意味をもった会話やかけ声だが多数集まる事でざわめきや歓声となり個々の発言のもつ意味が薄くなるが場の雰囲気に影響を与えている．サイバースペース上でも多数の発言が集まることで個々の発言内容を把握できなくても盛り上がりを感じさせる効果を持つため，本実証実験より規模の大きなイベントにおいてより大量の発言が短時間に集中しても支障はないと考え

る．またTwitterでは天空の城ラピュタのテレビ放送時

に25,000ツイート/秒のアクセスを記録しておりイベン

ト参加者から発言を収集するために必要十分なスケーラビリティを持っていると言える?．

5 複数大学間における実践 6 評価

7 _まとめ

本研究では、リアルタイムイベントが行われるフィジカルスペースからイベントの目的や規模にあわせてコミュニケーションに必要な情報のセンシングと、サイバースペース上で共有を行うサイバーフィジカルシステムアーキテクチャCPARSEの提案を行った。

CPARSEを用いたリアルタイムイベントでは講義、演

奏、質疑応答だけでなく、参加者の感想や意見が主となるコミュニケーションを妨害せずに共有可能となった。この結果、イベントへの参加感が高まったりサイバースペース上でイベントに関する情報が広まることでイベント規模が拡大する効果も確認された。特に演奏中の感想の共有は演奏会場内のような同一フィジカルスペース内においてもノイズとして扱われていた情報もSNS上で共有す

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ることでイベントへの呼び込み効果やイベント参加者の一体感や共感を呼ぶ役割を持たせることができた。

遠隔授業においても教室間を直接テレビ会議システムで接続したり、片方向メディアで教員による講義を配信するモデルと比較し

本研究における実践においても目的や規模に応じて最適なメディアを用いたイベントの設計が行われた。また設計された環境は

時間を共有するリアルタイムイベントにおける設計する本研究のアプローチにより、既存のコミュニケーションモデルとは異なる新たな複数地点間でのリアルタイムイベントを要素技術の発展から独立した環境で実現できた。

PDF 研究計画書 大規模実時間イベントのためのサイバーフィジカルシステムアーキ