情報・ネットワーク工学専攻　成見研所属修士2年の中村です。

2024年度に開講された情報数理工学/コンピュータサイエンス実験第二第3ラウンドのテトリス実験では、通常の対面授業と並行して遠隔地からVRを使っての実験を実施しました。コロナ禍の時の様子は過去の記事にあります。

今年度は、遠隔からの実験者を2名募り、第1~4回目まで対面形式でテトリスの設計を、第5~7回目の実験日に遠隔形式で設計、最終発表を行っていただきました。私は修士の研究としてこのシステムを開発しました。

遠隔端末

202サーバ室に設置されているVDI端末にFPGAが接続されています。遠隔地からこのFPGAに対して論理回路の書き込みを行います。テトリス画面のVGA出力はWebカメラで撮影を行っていおり、テトリスの音楽はFPGA音声モジュールのイヤフォンジャックからVDI端末のマイク入力に接続されています。

VR空間内

VR空間全体はこのようになっています。遠隔実験者はHMDとコントローラを使用してこの空間内で実験を行います。

VR空間内からはFPGAの操作、Quartusの操作ができます。

発表日の様子

作成したテトリスについて、2名の遠隔実験者にVR空間上から発表を行ってもらいました。VR空間上のFPGAを使って作成したテトリスを動かしたり、コントローラを使って赤い線を指し棒のように使用して発表しました。

実験最終日のプレゼン時の対面教室の様子です。場所はCED-115で実施されており、教室側面の8画面タイルドディスプレイにVR空間の様子を表示しました。

まとめ

感想

対面時とは異なり、遠隔時には周囲に人がいないため孤独感があります。今回のシステムでは遠隔実験時でもVR空間に他者がいるため、まるで教室に集まって多人数で実験を受けているような感覚を作り出すことができました。また、VR空間上のFPGAボードを操作することで遠隔地のFPGAに書き込んだ回路の動作を確認できるため、手元にFPGAボードがなくても本当にボードを操作しているような感覚を与えることができました。

遠隔実験者からは「VR空間上に表示される発表資料が大きいため細部まで見ることができる」「発表中は対面時に似た感覚を覚えた」という感想がありました。また、システム全体のアーキテクチャに興味を持ってもらったり、実際にVRでやってみて面白いという声をもらいました。

対面教室で発表を聞いていた人からは「単にZoomで遠隔からの発表を見るのに比べると、仮想空間だけど隣の教室に二人が一緒にいてそこから発表しているように一体感を感じた」という感想がありました。

課題

VR操作に慣れが必要であったり、操作キャラクターの移動時に酔いを感じたようで、一番の改善ポイントです。操作感はハンドトラッキング等を活用してみたらより現実感に近づきそうです。

また、VR空間からの発表時にはあまり他者への意識がなかったようで、孤独感の低減に関しても改良の余地があるようです。（これは製作者の胸中なのですが、システム制作時には常に一人でVR空間にいたので、テトリス実験の発表時にVR2名、対面側1名、自分の計4名もVR空間にいたので人が多い！と少し嬉しい気持ちがありました。）

こんにちは。はじめまして。2021年度 Ⅰ類（情報系）計算機室（CED）のTAの上原です。簡単に自己紹介しますと、電通大の修士1年でカーリングの研究をしています。カーリングは1時間ほど体験しただけですが…。

とりあえずこの記事の趣旨である2021年11月と12月のCED TAの活動報告をしたいと思います。

活動報告(2021年11, 12月)

10月末の段階で大学の授業は対面主体方式（対面を主体としつつも、遠隔での授業参加も可能な方式）に切り替わりました。それを受けて、11月は遠隔利用でのトラブルシューティングに加え、CEDのPCを対面で利用した際のトラブルの対応も行いました。具体的な授業名では情報領域演習第二、信号処理実験、MICS実験第二の対応を主に行いました。トラブルの内容はPCがフリーズしたとかそういった内容や、遠隔でPCのGUIを利用するVNCというツールに関連するものが多かったです。

余談：CMakeの紹介

研究では主にC++を用いているのですが、C++を使うにあたって便利な「CMake」というツールを最近知ったので、(書くことも無いので)紹介したいと思います。

簡単に言うとCMakeは様々なプラットフォームでC/C++をビルドするためのツールです。CMakeを使わないと、LinuxではMakefile、WindowsではVisual Studioのソリューションやプロジェクト、MacではXCode(よく知らない)などでビルド設定ファイルを作る必要があり、複数のプラットフォームでC/C++をビルドするのは煩雑になるのですが、CMakeを用いると一つのビルド設定ファイルを作るだけで様々なプラットフォームでビルドできるようになります。なので、複数のプラットフォームでC/C++をビルドしたい人は覚えておいて損は無いと思います。また、多くのC/C++のオープンソースのライブラリもCMakeを用いているので、C/C++ビルド設定ファイルのディファクトスタンダードだと思われます。

CMakeの欠点があるとすれば、日本語の文献の情報が古いため、新しいバージョンの習得には英語を読む必要があることです。現在出回っている情報にはCMakeバージョン2準拠のものとバージョン3準拠のものがありますが、日本語の文献は大体古いバージョン2のものです。バージョン2は色々不自由なので、バージョン3を使うべきなのですが、日本語で調べてもほぼ出てきません。マイナーな技術あるあるですが、こればかりは仕方ないです。

最後にCMake(バージョン3)を利用する上で大変参考になる文献を置いておきます。

1. An Introduction to Modern CMake: https://cliutils.gitlab.io/modern-cmake/
2. Professional CMake: A Practical Guide: https://crascit.com/professional-cmake/

1.はCMakeで普通のアプリケーションを作りたい方には情報がまとまっていて、とても良い入門サイトと思います。2.は有料ですが、CMakeでオープンソースのライブラリを作りたい方は購入して読むと救われます。私は救われました。

英語を読むのは大変ですが、習得できればどのプラットフォームでも同じ方法でC/C++プロジェクトを作れるので、めちゃくちゃ便利です。CMakeを習得して良いC/C++ライフを送りましょう！

以上、上原でした。

2021年度 Ⅰ類（情報系）計算機室（CED）のTAの岡崎です．今回は，CEDにおける今年度前期のTA業務について軽く振り返ります．

CED，CED TAについて

CEDについてはⅠ類の学生さんであれば知っている方も多いのではないでしょうか．主にⅠ類・I専攻（情報・ネットワーク工学専攻）の学生向けの計算機室として，西9号館2階に”CED”が設置されています．CEDの紹介動画

私たちCED TAは，主に計算機室の開館・閉館作業や，対面で利用者の質問対応を行う予定でした．しかし，新型コロナウイルスの影響で，昨年度と同様，オンライン主体での取り組みに向けた補助業務を行っています．

CED TA Zoomオフィスアワー，HP管理

昨年度より，引き続き行っている取り組みとして，”Zoomオフィスアワー”があります．これは，決まった時間にCED TAがZoomのミーティングルームを開放しておき，時間内の好きなタイミングで学生の皆さんから受けた質問に対応，補助を行うものです．また，遠隔での実験や演習の授業の際にCED TAがサポートに入ることもありました．

皆さんから多く寄せられる質問はCEDのHPにまとめています．特に，遠隔実験，演習で使用するMobaXtermやVNC接続関係の質問が多く寄せられました．

また，CED HPの管理を行っており，特にCEDのGUI環境を実行するためのVNCの利用方法についてHP上にまとめています．今学期は皆さんからの質問を受け，VNCの設定方法をブラッシュアップし，設定方法についての動画を作成しました．動画はWindowsはこちらで，Macはこちらです．※UECクラウドアカウントのみ閲覧可能です．

FPGAボードの作成

今年度は昨年度同様，情報数理工学/コンピュータサイエンス実験第一のJ1実験にて学生の皆さんはプログラムで回路を設計するFPGA，およびそれを操作するFPGAボードを遠隔で利用しました．私たちCED TAは半田付けを行い，FPGAボードを作成しました．皆さんの中にはこちらのボードを遠隔で利用した方もいらっしゃるのではないでしょうか．

J1実験のオンライン化の取り組みについては下記の記事をご覧ください．

J1実験：論理回路(オンライン実験)の紹介(2020/8/14)

対面へ向けての取り組み

本記事執筆時点（2021/11/1）では，新型コロナウイルスの感染者数が減少傾向にあり，大学の授業も対面主体方式へと切り替わりました．そのような動きを受け，CEDにおいても対面化に向け計算機の消毒，清掃などを行っています．対面で利用可能な端末は限られていますが，現在は遠隔，対面のどちらの形式でも利用可能にし，皆さんが柔軟に選ぶことができるようにサポートしています．対面では既に十数人の学生の方が来室し，友人同士で相談して実験や演習を行っています．

後期は対面化も進み，Ⅰ類1年生の利用も増えます．私たちCED TAは今までCEDを使ったことのない方からの質問や，遠隔利用時のトラブルなどにできる限り答え，サポートいたします．活発に議論しながら計算機に向かう皆さんの姿を見られることを楽しみにしています．今後もCED TAをよろしくお願いします．