子供が地面に喜んで踏みつけられ、彼らの足が投影された仮想の穏やかな池で波紋を作ります。買い物客が後ろに輝くスターダストのトレイルがあるモールアトリウムを歩いていると想像してみてください。または、リハビリテーションクリニックの患者が床にある輝く足跡を追いかけて、彼らのステップを再訓練します。サイエンスフィクションの映画シーンは、実際には、信じられないほどのテクノロジー、つまりインタラクティブなフロアプロジェクションによってもたらされる実際の現実です。
インタラクティブな床投影は、より技術的に正確になるために、空間的な拡張現実（SAR）と投影マッピングの一種です。このテクノロジーは、CGIと物理的環境を統合して、床のような表面を動的にインタラクティブな媒体に向けて、実際の人間の動きと占有に反応します。
その結果、このテクノロジーは、根本的に人間コンピューターの相互作用を再考し、デバイスの範囲からデジタル相互作用を解放し、環境のファブリックに埋め込むことです。これは、インタラクティブな床投影に関する包括的な、簡単に読みやすいレポートです。そもそも、それをその主要な技術と機能に分割し、ゲームコンテンツとユースケースの種類の広範な状況を提供します。データ分析を使用して、重要な産業に対するその変革効果を掘り下げ、直接実装のためにプレイブックを締めくくります。
このセクションでは、インタラクティブフロアプロジェクションシステムの謎、レイヤーごとに、低レベルのビルディングブロックから始まり、それが実際にどのように機能するかという高レベルの科学的原則で終わることを整然と解き放ちます。
インタラクティブな床投影システムは、地面の動きを追跡し、床の相互作用を検出します。その優雅に設計されたシステムは、すべてのコンポーネントが正確なタイミングで一緒に動作するように調和して機能します。
これはシステムの物理的な基盤であり、各ピースはそれがどのように機能するかの基本的な部分です。
処理ユニット（脳）：通常、コアソフトウェアを実行し、センサーから信号を処理し、視覚出力をリアルタイムで作成する高性能コンピューターまたはレンダリングサーバー。
プロジェクター（目）：この部分は、地上のインタラクティブなコンテンツを輝かせます。最終結果に直接影響するいくつかの重要な仕様があります。
明るさ（輝度）：明るい屋内または屋外の環境の場合、画像が明確で簡単に見られるように、高層プロジェクター（7000 ANSIルーメン以上）が必要です。
高解像度（HD）：高解像度（HD）は、投影された画像が明確で、鮮明で、ピクセルがないようにするために必須です。
スロー距離：プロジェクターのサイズは、投影シナリオに基づいて選択されます。ウルトラショートスロープロジェクターは、ポータブル、モバイルユニットでよく使用されますが、固定天井のインストールでは標準プロジェクターと「ファーストサーフェスミラー」とともに、正しい投影角を実現します。
モーションセンサー（神経）：これにより、ユーザーがシステムと対話する方法がキャプチャされます。
赤外線（IR）追跡 /深度カメラ：これは、最近利用可能な最も一般的なモーション追跡テクノロジーです。 MicrosoftのKinectやOrbbecのAstra Proなど、さまざまな深度カメラが一般的に使用されています。
Lidar（光検出と範囲）：より洗練されたオプションであるLidarは、赤外線レーザービームを使用して領域全体をスキャンし、オブジェクトにヒットするビームの戻り時間を測定します。これにより、さまざまなポイントを使用した超高精度のモーション検出が可能になるため、複数のユーザーが互いに干渉することなく使用できます。
サポートインフラストラクチャ：
投影面：良好な表面は平らでレベルが高く、コントラストが高くなります。最も最適な結果は、高コントラストビニールフローリングや処理されたアスファルトなど、軽くて非推進的な材料からもたらされます。草や傾斜した地面は、展開には適していません。
オーディオシステム：組み込みのスピーカーは、視覚効果に合ったサウンドを再生するために利用され、没入型のエクスペリエンスが向上します。
屋外エンクロージャー：IP65定格以下のエンクロージャーは、屋外用途向けの機器を保護するように設計されています。過熱を避けるために、エンクロージャーを換気する必要があります。
ハードウェアがシステムのスケルトンである場合、ソフトウェアはその魂であり、すべてのハードウェアを調整します。
インタラクティブなエンジン：プロジェクターのコアソフトウェアには、センサーデータを分析し、投影されたビジュアルとリアルタイムで同期する統合されたモーション検出エンジンがあり、インタラクティブなエクスペリエンスを作成します。
コンテンツライブラリと管理システム：ほとんどのシステムには、一般に、幅広い到達コンテンツライブラリ（たとえば、100以上のゲームまたは350ゲーム以上）と、インタラクティブコンテンツを簡単に選択、スケジュール、制御するコンテンツ管理システム（CMS）が含まれます。
パーソナライズツール：多くのプラットフォームは、ゲームエディターやシーンビルダーなどのパーソナライズツールを提供し、ユーザーがコードを作成する必要なく、独自のロゴ、背景画像、ビデオ、サウンドを挿入することにより、カスタムアプリケーションを開発したり、既存のシーンをカスタマイズしたりすることができます。
クラウド機能：ほとんどの最新のシステムにより、クラウドの同期を通じてコンテンツとデータのバックアップのリモート更新が可能になり、メンテナンスの負担が大幅に削減されます。
インタラクティブなフロアプロジェクションの「魔法」は、閉ループ、高速、リアルタイムワークフローにあります。
キャプチャ：センサー（LIDARまたはIRカメラ）の有効範囲にある手のステップまたは波が検出されます。
プロセス：物理的な動きが感知されると、そのデータはすぐにコンピューターに転送されます。コアソフトウェアエンジンはこのデータを調べ、アクションタイプや座標などの重要な情報を抽出します。
与える：処理された情報と定義済みのインタラクティブロジックのセットに基づいて、ソフトウェアは視覚的またはサウンド要素を瞬時に簡単に作成および変更します。たとえば、システムがユーザーの足がシミュレートされた水面に触れたことを決定すると、ソフトウェアは関連する水リップルアニメーションを瞬時に計算します。
画面：コンピューターは、新しく生成された視覚画像を床に表示するプロジェクターに送信し、オーディオシステムを使用してマッチングサウンドも再生されます。これらはすべてミリ秒単位で行われ、ユーザー入力とシステムによって提供される結果が完全に適合するエクスペリエンスを確立します。
健全な科学的な理由から、Lidarはプロのアプリケーションで選択されたセンサー技術として中心的な舞台に立っています。 LIDARは、単純なIRセンサーや単一点カメラとは異なり、赤外線の密集した目に見えないマトリックスを空間に発射し、各ポイントがオブジェクトを押して戻るのにかかる時間を正確に測定することに基づいています（飛行時間）。
このプロセスは、動く人を含む環境内のオブジェクトのリアルタイムで正確な3Dポイントクラウドマップを構築します。これにより、複数の独立した接触点を同時に検出でき、ユーザーが互いに干渉することなく堅牢なマルチプレイヤーゲームと共同アクティビティを可能にします。この能力は、学校、博物館、リハビリ施設などのグループ参加に焦点を当てた会場のために、単なるおもちゃではなく、プロのシステムを作るものです。
現実世界の任意の表面にデジタルイメージを正確に投影することは、見かけよりもはるかに複雑です。これは、2つの基本的な問題で構成される非自明の科学的問題であり、ソリューションはシステムの技術的洗練の重要なメトリックです。
幾何学的登録：
課題：プロジェクターが画像を非平面（湾曲、角度のある）またはテクスチャーの表面に投影すると、画像は幾何学的に歪んでいます。従来の「キーストーン補正」は、3D型の画面では効果がありません。
解決策：幾何学的登録は、プロジェクターのすべてのピクセルをオブジェクトの表面の座標ポイント（x、y、z）に関連付ける数学モデルを作成する手順です。これを行う標準的な方法は、プロジェクターカメラシステム（Procamシステム）です。ここでは、カメラがプロジェクターからキャストされた一連のキャリブレーションパターン（チェッカーボードなど）を登録します。システムは、これらのパターンの歪みを調べることにより、プロジェクターの内部（たとえば、焦点距離）と外部（表面に関する位置と方向）パラメーターを自動的に計算します。これらのパラメーターを念頭に置いて、ソフトウェアは出力画像を「事前に設定」することができ、不均一な表面に投影された最終画像が正しくなく歪んでいるように見えるようにします。これは、現実的なAR環境を構築するために重要です。
放射測定補償：
問題：投影の表面の色とテクスチャは、予測された光と混ざり合っており、この「汚染」は投影された視覚に現れます。たとえば、赤い光は、青い壁に輝く場合、人間の目には赤く見えません。さらに悪いことに、プロジェクターのダイナミックレンジは非常に低いため、特定の表面色の十分なキャンセルを提供するのに十分な明るい光または暗い光を投影できないため、ハイライト/クリッピング損失と視覚的アーティファクトがあります。
解決策：Procamシステムで実行できることと同様に、放射線補償も採用できます。このシステムは、ピクセルごとの方法で多くのベースライン色を投影およびキャプチャすることにより、投影面の光反射と吸収特性を特徴付けます。その後、「補償イメージ」がシステムによって計算されます。この補正画像が投影されると、それが運ぶ光は表面の色とテクスチャのマイナスの影響を完全にキャンセルし、観察者によって知覚される最終画像を意図した色に忠実に見せます。
最新のテクニック：いくつかの新しいより高度な方法には、「人間の視覚システム」（HVS）のモデルが組み込まれています。これらのアルゴリズムは、輝度のシフトを最初に修正するように設計されています。これは、人間の目が最も敏感であり、クロミナンスなどの画像の重要性の低い部分でより多くのエラーの余地を残すためです。この方法は、プロジェクターの光学系が許可する限り目に見えるアーティファクトを減らします。これは、高忠実度のブランドディスプレイやアートインストールに不可欠です。
要するに、洗練されたインタラクティブなフロアプロジェクションシステムは、単一のハードウェアコンポーネントのみのパフォーマンスに依存することはできませんが、精密アルゴリズムで環境に合わせて較正された、厳密に統合されたハードウェアとソフトウェアの組み合わせと同じくらい優れています。このテクノロジーのアプリケーションの幅は、基本的なIRセンシングから複雑なProcamベースの幾何学的および放射測定補償まで、その深さに直接比例します。意思決定者は、ゲームの数ではなく、基礎となるセンシングテクノロジー（例えば、マルチユーザーサポートのためのLIDAR）と、ソフトウェアが実際の環境の課題に対処できるかどうかに焦点を当てるべきです。これは、システムが「おもちゃ」であるか、真の専門的な「ツール」であるかの実際のリトマステストです。
システムが「どのように」機能するかを学んだ後、このセクションは「何を楽しむか」に移動し、インタラクティブなフロアプロジェクションが有効にするコンテンツの豊富なエコシステムを提示します。
非常に大きなコンテンツライブラリを体系的に理解できるようにするという主な意図に基づいて、ゲームを分類できます。
教育ゲーム：楽しい「学習スループレイ」形式を通じて、数学、言語、科学、論理などのテーマの概念を教えるように設計されています。
Exergames：「エクササイズ」と「ゲーム」の組み合わせ。これらのゲームには、走る、ジャンプ、踏みつけ、その他の全身の動きが必要なため、これらのゲームは身体的運動、調整、および心血管フィットネスを促進します。
エンターテインメント＆アート：純粋な楽しみ、感覚探査、または創造的な表現を提供することに焦点を当てています。これらのいくつかには、デジタルペインティング、インタラクティブな音楽の床（つまり、巨大なピアノ）、驚くべき粒子効果が含まれます。
プロモーションおよびブランドゲーム：人々を引き付けたり、製品の認識を高めたり、ブランドアイデンティティを固めるために楽しい出会いにマーケティングを埋め込んだりするために商業環境で使用されます。
以下は、各カテゴリの代表的なタイトルのゲームプレイ例です。
教育：
インタラクティブサンドボックス：プレイヤーは実際の砂を砂箱に入れ、プロジェクターは輪郭、川、湖、さらには砂の高さを感知することで火山の噴火などの生きた地形の特徴を唱えます。地理と生態学について子供たちに実践的な学習体験を提供します。
数学レース /方程式ソルバー：プレイヤーは、床に投影された数学的方程式を解決するために必要な数字またはシンボルに走ったりジャンプしたりして、抽象的な数学ドリルを具体的で楽しい体験にしなければなりません。
Exergames：
バーチャルスポーツ（サッカー、ホッケー）：プレーヤーは、予想されるゴールに向かって、仮想サッカーボールまたはホッケーパックを足で蹴り、シングルプレイヤーの課題や2人のプレイヤー競技を可能にします。
Zombots / whack-a moleバリアント：ゾンビまたは同様のテーマのキャラクターが床に散発的に現れ、プレイヤーはポイントのためにそれらを踏みつけ、反応と身体的調整をテストします。
エンターテインメント＆アート：
インタラクティブな水 /葉：仮想の水の波紋が地面に現れる古典的な効果は、足が通り過ぎる（または地面に乾燥した葉を散乱させる）、シンプルで瞑想的で普遍的に魅力的なインタラクティブな喜びを生み出します。
ディスコフロア /ピアノ：床は巨大な照明付きのダンスフロアや、踏み込んだときにメモを作るピアノに変わります。華麗な色と美しい音が足を踏み入れて活性化されます。
ブランド /プロモーション：
ロゴの相互作用：会社のロゴが床に投影されます。ロゴがガラスのように破壊され、顧客がそれを乗り越えたり、輝く粒子をリリースしたりして、記憶に残るブランドの瞬間を提供した後、シームレスに戻ってくるようにするオプションさえあります。
以下の表は、意思決定者（学校管理者、博物館のキュレーター、またはマーケティングマネージャー）がターゲットに基づいて適切なコンテンツを見つけるための簡単な参照です。これは、ゲーム機能とユーザーの利点を直接比較するため、ゲームの長いリストよりもはるかに便利です。
ここでは、「なぜ」を探求します。これは、世界とそのさまざまなセクターにおける具体的で定量化可能な結果へのテクノロジーとゲームの適用です。このセクションは、レポートが権限を獲得し、ターゲットオーディエンスがその価値を知るための最も重要な部分です。
インタラクティブな床投影は、子供が認知、身体、社会の感情的な学習を統合するための理想的なプラットフォームです。
認知強化：
インタラクティブなゲームには多大な集中が必要であり、その結果、子供たちは気晴らしに満ちた世界で注目の範囲を開発し、拡大するのに役立ちます。
メモリゲーム（子供がパターンやシーケンスを覚えて繰り返す必要がある場合）をプレイするのに役立ちます。短期および作業記憶の開発に役立ちます。
論理パズルと同様の課題は、パターン認識、批判的思考、問題解決、つまり蒸気教育の基本を教えます。
身体リテラシーの発達（Exegames）：
子供たちは、通常、静止したスクリーン時間をアクティブでやる気を起こさせる運動期間に変えるのに役立ちます。これは、粗い運動能力、調整、バランス、耐久性を洗練する方法で体の部分を実行、ジャンプ、および移動させます。
また、子供が変化する視覚刺激に迅速に対応する必要があるため、手と目の協調（またはむしろ、足の目）と反応時間を訓練します。
社会的感情的な成長：
マルチプレイヤーゲームモードは、チームワーク、コラボレーション、コミュニケーション、ターンテイクなどのソーシャルスキルを促進します。
課題の完了を通じて、子どもたちは共通の目標に向けて取り組み、お互いの提案に耳を傾け、方法を交渉するスキルを開発できます。
インタラクティブな投影技術は、医療リハビリテーションの非常に有用な支援ツールと考えられており、アプリケーションは強力な科学的証拠とケーススタディにサポートされています。
臨床アプリケーションとケーススタディ：
歩行と運動スキルのリハビリテーション：この技術は、脳卒中、MS、脳性麻痺、または身体的怪我を持つ個人のリハビリテーションで頻繁に採用されています。調査は、投影ベースの拡張現実（地上で投影される仮想フットプリントなど）を使用したフィードバックがモニターベースのフィードバックよりも優れていることを示しています。その主な利点は、視覚的な手がかりを患者の実際の身体的運動と空間的に整列させることです。これにより、「フットアイコーディネーション」の劇的な増加が可能になります。
Gameified Therapy（Exergames）：ゲーミー化された形式は、はるかに大きな患者の動機付けと繰り返しのリハビリテーション演習への順守につながります。次のレベルのシステムは、患者の継続的なパフォーマンスに基づいてゲームの難易度を自動的に適応させ、独自にカスタマイズされた治療計画を可能にする「動的難易度調整」（DDA）アルゴリズムを適用します。これは、各患者が回復への個別の道を持っているため重要です。
認知的および神経リハビリテーション：認知症、認知機能低下、または脳損傷の患者の場合、インタラクティブな仕事は脳のほとんどの部分を刺激し、記憶、注意、および実行機能を改善するのに役立ちます。
感覚および認知ケア：
自閉症スペクトルの人または感覚処理障害のある人にとって、この技術は、感覚刺激に対する反応性を調節し、感情的な調節を達成する制御された没入型の多感覚体験を提供できます。
その非接触性は、触れたくないユーザーと対話するのに便利な方法です。
インタラクティブなフロアプロジェクションは、商業および公共スペースとの相互作用を変えており、新しいレベルの価値をもたらしています。
小売および商業的利点：
歩行者の誘引：インタラクティブなインスタレーションは、消費者を店やモールに連れて行くためのソーシャルメディアの魅力として機能します。
滞留時間とエンゲージメントの増加：通路などの受動的な領域をエネルギー環境に変更することにより、組織は顧客に長く滞在することを強いることができます。 1つのケーススタディでは、インタラクティブフロアを展開した後、平均顧客の滞留時間が37％増加したドバイに拠点を置くモールを指摘しています。さらに、積極的な参加もブランドの保持を強化します。
ブランドストーリーテリング：インタラクティブなフロアを使用して、ブランドストーリーを鮮明な詳細を語り、輝くパスを使用して顧客をプロモーションエリアに誘導したり、ソーシャルメディアにふさわしい瞬間を作りやすい瞬間を作成したりできます。
近代化博物館：
エンゲージメントの向上：インタラクティブな展示は、訪問者、特に子供や家族の間ではるかに高いレベルのエンゲージメントを提供することが示されています。インタラクティブな床は、より多くの社会的相互作用とコラボレーションを引き出し、パッシブディスプレイと比較して楽しみを高めます。
強化された学習：インタラクティブなインストールにより、学習プロセスが物理的かつ協力的になり、知識保持が増加します。大英博物館は、インタラクティブなタイムラインフロアが歴史的知識の保持を89％改善したと報告しました。人々が展示会の設定でやり取りするとき、彼らは自然に展示会の内容について話すかもしれません。
訪問者番号の増加：人々を深いレベルで引き付けるこれらの展示会の力は、膨大な量の訪問とプレミアムチケット販売を促進します。
インタラクティブなアートとプレースメイキング：
パブリックプラザを回し、ロビーを構築し、イベントスペースを活気のある地元のランドマークの目的地に変える力があります。
これは、視聴者がアートに組み込まれている大規模なパブリックビジュアルアートワークを備えています。国際的に高く評価されているアーティスト、ジェン・ルウィン（「プール」）とアート集団チームラブの作品は、優れた例です。
これらのアプリケーションから重要なポイントを抽出できます。インタラクティブなフロアテクノロジーの固有の可能性は、難解な目的を物理的、魅力的な、具体化された体験に変換することです。このテクノロジーは、「認知発達」という教育者の目標を「数字にジャンプすることで数学パズルを解く」という物理的ゲームに翻訳しました。セラピストが「歩行の強化」を目指しているとき、それは「輝く足跡を踏む」という挑戦に変わります。 「ブランドエンゲージメント」が「私たちのロゴを歩いてきれいにする」という幼稚な喜びに変わるとマーケティング担当者が考えていること。これらすべての例では、結果とそれがどのように作られるかとの間に橋があり、橋はテクノロジーです。テクノロジーを導入すると、プロセスはより摩擦のない、より魅力的になり、最終的にはより成功します。したがって、インストールの成功は、技術自体に関するものではなく、明確で定義された目的を中心にコンテンツが作成されるかどうかについてのことです。
ここでは、このセクションではレポートが提供する実用的な価値を伝えているため、読者にはアクションに変換できるアドバイスが提示されます。
資本が正式に投資される前に、細心の計画が不可欠です。
あなたの目的を定義します：答える最初の質問は、目的の問題です。このインストールは何ですか？あなたは教育、治療、販売、または単に楽しませていますか？この質問に対する答えは、その後に来るすべての決定を導きます。
サイト評価：
アンビエントライト：これは成功の鍵です。自然光で満たされた部屋には、高層プロジェクターが現実的なオプションになります。そうでなければ、洗い流された画像を取得するだけです。これは、直接のまぶしさのない場所で行う必要があります。
スペースと表面：スペースは平らで水平でなければならず、投影用の高いコントラスト表面があります。投影領域のサイズに応じて、個別のプロジェクターが必要になる場合があります。これは、最終的には、ハイエンドの画像とエッジブレンドを使用して、広い領域にわたって投影を行うことを意味します。
パワーとネットワーク：システムの実行を維持し、タイムリーなコンテンツの更新を確保するには、信頼性の高い電源とWi-Fi/イーサネット接続が必要です。
システムの選択：あなたの要件に合った種類を選んでください。より恒久的なスペースのために固定された天井に取り付けられたソリューションのいずれかを選択するか、迅速に共有し、移動しやすいポータブルオールインワンユニットを選択します。
専門的なインストール：センサーとプロジェクターの適切なキャリブレーションが最適なパフォーマンスと安全性を保証するため、経験豊富なチームによる専門的なインストールを強くお勧めします。
較正：これは1回限りの構成ではありません。センサーは、測定の精度を確保するために、随時（たとえば、毎月）再校正する必要があります。
定期的なメンテナンス計画：
毎日/毎週：非アブレーシブクリーナーを使用して、投影面を拭き取ります。
毎月：センサーを再調整します。
四半期：ソフトウェアの更新を探して展開します。
進行中：ユニークなゲームやシーンをクラウドに継続的にバックアップします。
コスト要素：多くの要素が価格を決定する上で重要な役割を果たします。これらの要素の知識は、シームレスに予算編成に役立ちます。
ハードウェア：これは、プロジェクター（高いルーメンのあるものはよりコストがかかるもの）、センサー（通常、LIDARはIRカメラよりもコストがかかる）、コンピューター電源で構成されています。
ソフトウェア：ライセンスモデル（たとえば、永続的なライセンスまたは年次サブスクリプション）と含まれるゲームの数。
コンテンツ：オーダーメイドのブランドゲームまたはプロの治療プログラムには追加のコストが伴います。
インストール：投影サイズと設置の複雑さ（例、複数のプロジェクターのブレンド）が最大のコストドライバーです。基本システムはおそらく2,000ドルから2,500ドルの費用がかかり、ハイエンドまたは大規模なプロジェクトのコストがかなり高くなります。
投資収益率（ROI）：パート3で説明したように、ROIは金銭的にのみ測定されるべきではありません。これは、より良い教育結果、患者の回復率の改善、または訪問者の参加評価の向上になる可能性があります。
このレポートでは、科学的原則からアプリケーションまで、インタラクティブな床投影技術をカバーしています。簡単に言えば、インタラクティブなフロアプロジェクションは、高度なコンピューターサイエンスの原則に基づいて構築された成熟した技術であり（パート1）、セクター全体でアプリケーションの多様なエコシステム（パート2）があり、教育、ヘルスケア、ビジネスで実証可能な利点を提供することができます（パート3）。
将来的には、この技術はよりスマートでより統合されたフォームで開発されています。
AI統合：次のAIベースのシステムは、より深い統合を備えています。 AIは、インタラクティブなコンテンツに、ユーザーの意図と感情を理解するために、自分の行動に応答するだけでなく、完全にパーソナライズされた適応的な体験を作成するのに役立ちます。
高忠実度AR：よりブレンドされたARレイヤーは、仮想とリアルの違いを曖昧にし、予測されたコンテンツはより洗練されたスタイルで実際の環境と対話できます。
ハイパースケールの接続：私たちは、建物や都市のブロックに、ハイパーインタラクティブなパブリックストーリーテリングマシンに統合された表面がある世界を想定しています。
インタラクティブなフロアプロジェクションは、単なる新しいテクノロジーではありません。パラダイムシフトです。それは画面の境界を打ち破り、冷たい非人格的なスクリーンからの人間コンピューターの相互作用を解放し、それを私たちの生きている空間のファブリックに統合します。それは私たちの足の下の休眠飛行機に命を吹き込みます - 遊び、教育、癒しのための段階、そしてつながりのためのプラットフォーム。デジタルエクスペリエンスの未来は、私たちの手の中ではなく、私たちの足の下にあります。
子供が地面に喜んで踏みつけられ、彼らの足が投影された仮想の穏やかな池で波紋を作ります。買い物客が後ろに輝くスターダストのトレイルがあるモールアトリウムを歩いていると想像してみてください。または、リハビリテーションクリニックの患者が床にある輝く足跡を追いかけて、彼らのステップを再訓練します。サイエンスフィクションの映画シーンは、実際には、信じられないほどのテクノロジー、つまりインタラクティブなフロアプロジェクションによってもたらされる実際の現実です。
インタラクティブな床投影は、より技術的に正確になるために、空間的な拡張現実（SAR）と投影マッピングの一種です。このテクノロジーは、CGIと物理的環境を統合して、床のような表面を動的にインタラクティブな媒体に向けて、実際の人間の動きと占有に反応します。
その結果、このテクノロジーは、根本的に人間コンピューターの相互作用を再考し、デバイスの範囲からデジタル相互作用を解放し、環境のファブリックに埋め込むことです。これは、インタラクティブな床投影に関する包括的な、簡単に読みやすいレポートです。そもそも、それをその主要な技術と機能に分割し、ゲームコンテンツとユースケースの種類の広範な状況を提供します。データ分析を使用して、重要な産業に対するその変革効果を掘り下げ、直接実装のためにプレイブックを締めくくります。
このセクションでは、インタラクティブフロアプロジェクションシステムの謎、レイヤーごとに、低レベルのビルディングブロックから始まり、それが実際にどのように機能するかという高レベルの科学的原則で終わることを整然と解き放ちます。
インタラクティブな床投影システムは、地面の動きを追跡し、床の相互作用を検出します。その優雅に設計されたシステムは、すべてのコンポーネントが正確なタイミングで一緒に動作するように調和して機能します。
これはシステムの物理的な基盤であり、各ピースはそれがどのように機能するかの基本的な部分です。
処理ユニット（脳）：通常、コアソフトウェアを実行し、センサーから信号を処理し、視覚出力をリアルタイムで作成する高性能コンピューターまたはレンダリングサーバー。
プロジェクター（目）：この部分は、地上のインタラクティブなコンテンツを輝かせます。最終結果に直接影響するいくつかの重要な仕様があります。
明るさ（輝度）：明るい屋内または屋外の環境の場合、画像が明確で簡単に見られるように、高層プロジェクター（7000 ANSIルーメン以上）が必要です。
高解像度（HD）：高解像度（HD）は、投影された画像が明確で、鮮明で、ピクセルがないようにするために必須です。
スロー距離：プロジェクターのサイズは、投影シナリオに基づいて選択されます。ウルトラショートスロープロジェクターは、ポータブル、モバイルユニットでよく使用されますが、固定天井のインストールでは標準プロジェクターと「ファーストサーフェスミラー」とともに、正しい投影角を実現します。
モーションセンサー（神経）：これにより、ユーザーがシステムと対話する方法がキャプチャされます。
赤外線（IR）追跡 /深度カメラ：これは、最近利用可能な最も一般的なモーション追跡テクノロジーです。 MicrosoftのKinectやOrbbecのAstra Proなど、さまざまな深度カメラが一般的に使用されています。
Lidar（光検出と範囲）：より洗練されたオプションであるLidarは、赤外線レーザービームを使用して領域全体をスキャンし、オブジェクトにヒットするビームの戻り時間を測定します。これにより、さまざまなポイントを使用した超高精度のモーション検出が可能になるため、複数のユーザーが互いに干渉することなく使用できます。
サポートインフラストラクチャ：
投影面：良好な表面は平らでレベルが高く、コントラストが高くなります。最も最適な結果は、高コントラストビニールフローリングや処理されたアスファルトなど、軽くて非推進的な材料からもたらされます。草や傾斜した地面は、展開には適していません。
オーディオシステム：組み込みのスピーカーは、視覚効果に合ったサウンドを再生するために利用され、没入型のエクスペリエンスが向上します。
屋外エンクロージャー：IP65定格以下のエンクロージャーは、屋外用途向けの機器を保護するように設計されています。過熱を避けるために、エンクロージャーを換気する必要があります。
ハードウェアがシステムのスケルトンである場合、ソフトウェアはその魂であり、すべてのハードウェアを調整します。
インタラクティブなエンジン：プロジェクターのコアソフトウェアには、センサーデータを分析し、投影されたビジュアルとリアルタイムで同期する統合されたモーション検出エンジンがあり、インタラクティブなエクスペリエンスを作成します。
コンテンツライブラリと管理システム：ほとんどのシステムには、一般に、幅広い到達コンテンツライブラリ（たとえば、100以上のゲームまたは350ゲーム以上）と、インタラクティブコンテンツを簡単に選択、スケジュール、制御するコンテンツ管理システム（CMS）が含まれます。
パーソナライズツール：多くのプラットフォームは、ゲームエディターやシーンビルダーなどのパーソナライズツールを提供し、ユーザーがコードを作成する必要なく、独自のロゴ、背景画像、ビデオ、サウンドを挿入することにより、カスタムアプリケーションを開発したり、既存のシーンをカスタマイズしたりすることができます。
クラウド機能：ほとんどの最新のシステムにより、クラウドの同期を通じてコンテンツとデータのバックアップのリモート更新が可能になり、メンテナンスの負担が大幅に削減されます。
インタラクティブなフロアプロジェクションの「魔法」は、閉ループ、高速、リアルタイムワークフローにあります。
キャプチャ：センサー（LIDARまたはIRカメラ）の有効範囲にある手のステップまたは波が検出されます。
プロセス：物理的な動きが感知されると、そのデータはすぐにコンピューターに転送されます。コアソフトウェアエンジンはこのデータを調べ、アクションタイプや座標などの重要な情報を抽出します。
与える：処理された情報と定義済みのインタラクティブロジックのセットに基づいて、ソフトウェアは視覚的またはサウンド要素を瞬時に簡単に作成および変更します。たとえば、システムがユーザーの足がシミュレートされた水面に触れたことを決定すると、ソフトウェアは関連する水リップルアニメーションを瞬時に計算します。
画面：コンピューターは、新しく生成された視覚画像を床に表示するプロジェクターに送信し、オーディオシステムを使用してマッチングサウンドも再生されます。これらはすべてミリ秒単位で行われ、ユーザー入力とシステムによって提供される結果が完全に適合するエクスペリエンスを確立します。
健全な科学的な理由から、Lidarはプロのアプリケーションで選択されたセンサー技術として中心的な舞台に立っています。 LIDARは、単純なIRセンサーや単一点カメラとは異なり、赤外線の密集した目に見えないマトリックスを空間に発射し、各ポイントがオブジェクトを押して戻るのにかかる時間を正確に測定することに基づいています（飛行時間）。
このプロセスは、動く人を含む環境内のオブジェクトのリアルタイムで正確な3Dポイントクラウドマップを構築します。これにより、複数の独立した接触点を同時に検出でき、ユーザーが互いに干渉することなく堅牢なマルチプレイヤーゲームと共同アクティビティを可能にします。この能力は、学校、博物館、リハビリ施設などのグループ参加に焦点を当てた会場のために、単なるおもちゃではなく、プロのシステムを作るものです。
現実世界の任意の表面にデジタルイメージを正確に投影することは、見かけよりもはるかに複雑です。これは、2つの基本的な問題で構成される非自明の科学的問題であり、ソリューションはシステムの技術的洗練の重要なメトリックです。
幾何学的登録：
課題：プロジェクターが画像を非平面（湾曲、角度のある）またはテクスチャーの表面に投影すると、画像は幾何学的に歪んでいます。従来の「キーストーン補正」は、3D型の画面では効果がありません。
解決策：幾何学的登録は、プロジェクターのすべてのピクセルをオブジェクトの表面の座標ポイント（x、y、z）に関連付ける数学モデルを作成する手順です。これを行う標準的な方法は、プロジェクターカメラシステム（Procamシステム）です。ここでは、カメラがプロジェクターからキャストされた一連のキャリブレーションパターン（チェッカーボードなど）を登録します。システムは、これらのパターンの歪みを調べることにより、プロジェクターの内部（たとえば、焦点距離）と外部（表面に関する位置と方向）パラメーターを自動的に計算します。これらのパラメーターを念頭に置いて、ソフトウェアは出力画像を「事前に設定」することができ、不均一な表面に投影された最終画像が正しくなく歪んでいるように見えるようにします。これは、現実的なAR環境を構築するために重要です。
放射測定補償：
問題：投影の表面の色とテクスチャは、予測された光と混ざり合っており、この「汚染」は投影された視覚に現れます。たとえば、赤い光は、青い壁に輝く場合、人間の目には赤く見えません。さらに悪いことに、プロジェクターのダイナミックレンジは非常に低いため、特定の表面色の十分なキャンセルを提供するのに十分な明るい光または暗い光を投影できないため、ハイライト/クリッピング損失と視覚的アーティファクトがあります。
解決策：Procamシステムで実行できることと同様に、放射線補償も採用できます。このシステムは、ピクセルごとの方法で多くのベースライン色を投影およびキャプチャすることにより、投影面の光反射と吸収特性を特徴付けます。その後、「補償イメージ」がシステムによって計算されます。この補正画像が投影されると、それが運ぶ光は表面の色とテクスチャのマイナスの影響を完全にキャンセルし、観察者によって知覚される最終画像を意図した色に忠実に見せます。
最新のテクニック：いくつかの新しいより高度な方法には、「人間の視覚システム」（HVS）のモデルが組み込まれています。これらのアルゴリズムは、輝度のシフトを最初に修正するように設計されています。これは、人間の目が最も敏感であり、クロミナンスなどの画像の重要性の低い部分でより多くのエラーの余地を残すためです。この方法は、プロジェクターの光学系が許可する限り目に見えるアーティファクトを減らします。これは、高忠実度のブランドディスプレイやアートインストールに不可欠です。
要するに、洗練されたインタラクティブなフロアプロジェクションシステムは、単一のハードウェアコンポーネントのみのパフォーマンスに依存することはできませんが、精密アルゴリズムで環境に合わせて較正された、厳密に統合されたハードウェアとソフトウェアの組み合わせと同じくらい優れています。このテクノロジーのアプリケーションの幅は、基本的なIRセンシングから複雑なProcamベースの幾何学的および放射測定補償まで、その深さに直接比例します。意思決定者は、ゲームの数ではなく、基礎となるセンシングテクノロジー（例えば、マルチユーザーサポートのためのLIDAR）と、ソフトウェアが実際の環境の課題に対処できるかどうかに焦点を当てるべきです。これは、システムが「おもちゃ」であるか、真の専門的な「ツール」であるかの実際のリトマステストです。
システムが「どのように」機能するかを学んだ後、このセクションは「何を楽しむか」に移動し、インタラクティブなフロアプロジェクションが有効にするコンテンツの豊富なエコシステムを提示します。
非常に大きなコンテンツライブラリを体系的に理解できるようにするという主な意図に基づいて、ゲームを分類できます。
教育ゲーム：楽しい「学習スループレイ」形式を通じて、数学、言語、科学、論理などのテーマの概念を教えるように設計されています。
Exergames：「エクササイズ」と「ゲーム」の組み合わせ。これらのゲームには、走る、ジャンプ、踏みつけ、その他の全身の動きが必要なため、これらのゲームは身体的運動、調整、および心血管フィットネスを促進します。
エンターテインメント＆アート：純粋な楽しみ、感覚探査、または創造的な表現を提供することに焦点を当てています。これらのいくつかには、デジタルペインティング、インタラクティブな音楽の床（つまり、巨大なピアノ）、驚くべき粒子効果が含まれます。
プロモーションおよびブランドゲーム：人々を引き付けたり、製品の認識を高めたり、ブランドアイデンティティを固めるために楽しい出会いにマーケティングを埋め込んだりするために商業環境で使用されます。
以下は、各カテゴリの代表的なタイトルのゲームプレイ例です。
教育：
インタラクティブサンドボックス：プレイヤーは実際の砂を砂箱に入れ、プロジェクターは輪郭、川、湖、さらには砂の高さを感知することで火山の噴火などの生きた地形の特徴を唱えます。地理と生態学について子供たちに実践的な学習体験を提供します。
数学レース /方程式ソルバー：プレイヤーは、床に投影された数学的方程式を解決するために必要な数字またはシンボルに走ったりジャンプしたりして、抽象的な数学ドリルを具体的で楽しい体験にしなければなりません。
Exergames：
バーチャルスポーツ（サッカー、ホッケー）：プレーヤーは、予想されるゴールに向かって、仮想サッカーボールまたはホッケーパックを足で蹴り、シングルプレイヤーの課題や2人のプレイヤー競技を可能にします。
Zombots / whack-a moleバリアント：ゾンビまたは同様のテーマのキャラクターが床に散発的に現れ、プレイヤーはポイントのためにそれらを踏みつけ、反応と身体的調整をテストします。
エンターテインメント＆アート：
インタラクティブな水 /葉：仮想の水の波紋が地面に現れる古典的な効果は、足が通り過ぎる（または地面に乾燥した葉を散乱させる）、シンプルで瞑想的で普遍的に魅力的なインタラクティブな喜びを生み出します。
ディスコフロア /ピアノ：床は巨大な照明付きのダンスフロアや、踏み込んだときにメモを作るピアノに変わります。華麗な色と美しい音が足を踏み入れて活性化されます。
ブランド /プロモーション：
ロゴの相互作用：会社のロゴが床に投影されます。ロゴがガラスのように破壊され、顧客がそれを乗り越えたり、輝く粒子をリリースしたりして、記憶に残るブランドの瞬間を提供した後、シームレスに戻ってくるようにするオプションさえあります。
以下の表は、意思決定者（学校管理者、博物館のキュレーター、またはマーケティングマネージャー）がターゲットに基づいて適切なコンテンツを見つけるための簡単な参照です。これは、ゲーム機能とユーザーの利点を直接比較するため、ゲームの長いリストよりもはるかに便利です。
ここでは、「なぜ」を探求します。これは、世界とそのさまざまなセクターにおける具体的で定量化可能な結果へのテクノロジーとゲームの適用です。このセクションは、レポートが権限を獲得し、ターゲットオーディエンスがその価値を知るための最も重要な部分です。
インタラクティブな床投影は、子供が認知、身体、社会の感情的な学習を統合するための理想的なプラットフォームです。
認知強化：
インタラクティブなゲームには多大な集中が必要であり、その結果、子供たちは気晴らしに満ちた世界で注目の範囲を開発し、拡大するのに役立ちます。
メモリゲーム（子供がパターンやシーケンスを覚えて繰り返す必要がある場合）をプレイするのに役立ちます。短期および作業記憶の開発に役立ちます。
論理パズルと同様の課題は、パターン認識、批判的思考、問題解決、つまり蒸気教育の基本を教えます。
身体リテラシーの発達（Exegames）：
子供たちは、通常、静止したスクリーン時間をアクティブでやる気を起こさせる運動期間に変えるのに役立ちます。これは、粗い運動能力、調整、バランス、耐久性を洗練する方法で体の部分を実行、ジャンプ、および移動させます。
また、子供が変化する視覚刺激に迅速に対応する必要があるため、手と目の協調（またはむしろ、足の目）と反応時間を訓練します。
社会的感情的な成長：
マルチプレイヤーゲームモードは、チームワーク、コラボレーション、コミュニケーション、ターンテイクなどのソーシャルスキルを促進します。
課題の完了を通じて、子どもたちは共通の目標に向けて取り組み、お互いの提案に耳を傾け、方法を交渉するスキルを開発できます。
インタラクティブな投影技術は、医療リハビリテーションの非常に有用な支援ツールと考えられており、アプリケーションは強力な科学的証拠とケーススタディにサポートされています。
臨床アプリケーションとケーススタディ：
歩行と運動スキルのリハビリテーション：この技術は、脳卒中、MS、脳性麻痺、または身体的怪我を持つ個人のリハビリテーションで頻繁に採用されています。調査は、投影ベースの拡張現実（地上で投影される仮想フットプリントなど）を使用したフィードバックがモニターベースのフィードバックよりも優れていることを示しています。その主な利点は、視覚的な手がかりを患者の実際の身体的運動と空間的に整列させることです。これにより、「フットアイコーディネーション」の劇的な増加が可能になります。
Gameified Therapy（Exergames）：ゲーミー化された形式は、はるかに大きな患者の動機付けと繰り返しのリハビリテーション演習への順守につながります。次のレベルのシステムは、患者の継続的なパフォーマンスに基づいてゲームの難易度を自動的に適応させ、独自にカスタマイズされた治療計画を可能にする「動的難易度調整」（DDA）アルゴリズムを適用します。これは、各患者が回復への個別の道を持っているため重要です。
認知的および神経リハビリテーション：認知症、認知機能低下、または脳損傷の患者の場合、インタラクティブな仕事は脳のほとんどの部分を刺激し、記憶、注意、および実行機能を改善するのに役立ちます。
感覚および認知ケア：
自閉症スペクトルの人または感覚処理障害のある人にとって、この技術は、感覚刺激に対する反応性を調節し、感情的な調節を達成する制御された没入型の多感覚体験を提供できます。
その非接触性は、触れたくないユーザーと対話するのに便利な方法です。
インタラクティブなフロアプロジェクションは、商業および公共スペースとの相互作用を変えており、新しいレベルの価値をもたらしています。
小売および商業的利点：
歩行者の誘引：インタラクティブなインスタレーションは、消費者を店やモールに連れて行くためのソーシャルメディアの魅力として機能します。
滞留時間とエンゲージメントの増加：通路などの受動的な領域をエネルギー環境に変更することにより、組織は顧客に長く滞在することを強いることができます。 1つのケーススタディでは、インタラクティブフロアを展開した後、平均顧客の滞留時間が37％増加したドバイに拠点を置くモールを指摘しています。さらに、積極的な参加もブランドの保持を強化します。
ブランドストーリーテリング：インタラクティブなフロアを使用して、ブランドストーリーを鮮明な詳細を語り、輝くパスを使用して顧客をプロモーションエリアに誘導したり、ソーシャルメディアにふさわしい瞬間を作りやすい瞬間を作成したりできます。
近代化博物館：
エンゲージメントの向上：インタラクティブな展示は、訪問者、特に子供や家族の間ではるかに高いレベルのエンゲージメントを提供することが示されています。インタラクティブな床は、より多くの社会的相互作用とコラボレーションを引き出し、パッシブディスプレイと比較して楽しみを高めます。
強化された学習：インタラクティブなインストールにより、学習プロセスが物理的かつ協力的になり、知識保持が増加します。大英博物館は、インタラクティブなタイムラインフロアが歴史的知識の保持を89％改善したと報告しました。人々が展示会の設定でやり取りするとき、彼らは自然に展示会の内容について話すかもしれません。
訪問者番号の増加：人々を深いレベルで引き付けるこれらの展示会の力は、膨大な量の訪問とプレミアムチケット販売を促進します。
インタラクティブなアートとプレースメイキング：
パブリックプラザを回し、ロビーを構築し、イベントスペースを活気のある地元のランドマークの目的地に変える力があります。
これは、視聴者がアートに組み込まれている大規模なパブリックビジュアルアートワークを備えています。国際的に高く評価されているアーティスト、ジェン・ルウィン（「プール」）とアート集団チームラブの作品は、優れた例です。
これらのアプリケーションから重要なポイントを抽出できます。インタラクティブなフロアテクノロジーの固有の可能性は、難解な目的を物理的、魅力的な、具体化された体験に変換することです。このテクノロジーは、「認知発達」という教育者の目標を「数字にジャンプすることで数学パズルを解く」という物理的ゲームに翻訳しました。セラピストが「歩行の強化」を目指しているとき、それは「輝く足跡を踏む」という挑戦に変わります。 「ブランドエンゲージメント」が「私たちのロゴを歩いてきれいにする」という幼稚な喜びに変わるとマーケティング担当者が考えていること。これらすべての例では、結果とそれがどのように作られるかとの間に橋があり、橋はテクノロジーです。テクノロジーを導入すると、プロセスはより摩擦のない、より魅力的になり、最終的にはより成功します。したがって、インストールの成功は、技術自体に関するものではなく、明確で定義された目的を中心にコンテンツが作成されるかどうかについてのことです。
ここでは、このセクションではレポートが提供する実用的な価値を伝えているため、読者にはアクションに変換できるアドバイスが提示されます。
資本が正式に投資される前に、細心の計画が不可欠です。
あなたの目的を定義します：答える最初の質問は、目的の問題です。このインストールは何ですか？あなたは教育、治療、販売、または単に楽しませていますか？この質問に対する答えは、その後に来るすべての決定を導きます。
サイト評価：
アンビエントライト：これは成功の鍵です。自然光で満たされた部屋には、高層プロジェクターが現実的なオプションになります。そうでなければ、洗い流された画像を取得するだけです。これは、直接のまぶしさのない場所で行う必要があります。
スペースと表面：スペースは平らで水平でなければならず、投影用の高いコントラスト表面があります。投影領域のサイズに応じて、個別のプロジェクターが必要になる場合があります。これは、最終的には、ハイエンドの画像とエッジブレンドを使用して、広い領域にわたって投影を行うことを意味します。
パワーとネットワーク：システムの実行を維持し、タイムリーなコンテンツの更新を確保するには、信頼性の高い電源とWi-Fi/イーサネット接続が必要です。
システムの選択：あなたの要件に合った種類を選んでください。より恒久的なスペースのために固定された天井に取り付けられたソリューションのいずれかを選択するか、迅速に共有し、移動しやすいポータブルオールインワンユニットを選択します。
専門的なインストール：センサーとプロジェクターの適切なキャリブレーションが最適なパフォーマンスと安全性を保証するため、経験豊富なチームによる専門的なインストールを強くお勧めします。
較正：これは1回限りの構成ではありません。センサーは、測定の精度を確保するために、随時（たとえば、毎月）再校正する必要があります。
定期的なメンテナンス計画：
毎日/毎週：非アブレーシブクリーナーを使用して、投影面を拭き取ります。
毎月：センサーを再調整します。
四半期：ソフトウェアの更新を探して展開します。
進行中：ユニークなゲームやシーンをクラウドに継続的にバックアップします。
コスト要素：多くの要素が価格を決定する上で重要な役割を果たします。これらの要素の知識は、シームレスに予算編成に役立ちます。
ハードウェア：これは、プロジェクター（高いルーメンのあるものはよりコストがかかるもの）、センサー（通常、LIDARはIRカメラよりもコストがかかる）、コンピューター電源で構成されています。
ソフトウェア：ライセンスモデル（たとえば、永続的なライセンスまたは年次サブスクリプション）と含まれるゲームの数。
コンテンツ：オーダーメイドのブランドゲームまたはプロの治療プログラムには追加のコストが伴います。
インストール：投影サイズと設置の複雑さ（例、複数のプロジェクターのブレンド）が最大のコストドライバーです。基本システムはおそらく2,000ドルから2,500ドルの費用がかかり、ハイエンドまたは大規模なプロジェクトのコストがかなり高くなります。
投資収益率（ROI）：パート3で説明したように、ROIは金銭的にのみ測定されるべきではありません。これは、より良い教育結果、患者の回復率の改善、または訪問者の参加評価の向上になる可能性があります。
このレポートでは、科学的原則からアプリケーションまで、インタラクティブな床投影技術をカバーしています。簡単に言えば、インタラクティブなフロアプロジェクションは、高度なコンピューターサイエンスの原則に基づいて構築された成熟した技術であり（パート1）、セクター全体でアプリケーションの多様なエコシステム（パート2）があり、教育、ヘルスケア、ビジネスで実証可能な利点を提供することができます（パート3）。
将来的には、この技術はよりスマートでより統合されたフォームで開発されています。
AI統合：次のAIベースのシステムは、より深い統合を備えています。 AIは、インタラクティブなコンテンツに、ユーザーの意図と感情を理解するために、自分の行動に応答するだけでなく、完全にパーソナライズされた適応的な体験を作成するのに役立ちます。
高忠実度AR：よりブレンドされたARレイヤーは、仮想とリアルの違いを曖昧にし、予測されたコンテンツはより洗練されたスタイルで実際の環境と対話できます。
ハイパースケールの接続：私たちは、建物や都市のブロックに、ハイパーインタラクティブなパブリックストーリーテリングマシンに統合された表面がある世界を想定しています。
インタラクティブなフロアプロジェクションは、単なる新しいテクノロジーではありません。パラダイムシフトです。それは画面の境界を打ち破り、冷たい非人格的なスクリーンからの人間コンピューターの相互作用を解放し、それを私たちの生きている空間のファブリックに統合します。それは私たちの足の下の休眠飛行機に命を吹き込みます - 遊び、教育、癒しのための段階、そしてつながりのためのプラットフォーム。デジタルエクスペリエンスの未来は、私たちの手の中ではなく、私たちの足の下にあります。
