拡張現実vs.仮想現実vs.複合現実–入門ガイド

多くの共通点があるにもかかわらず、VR、AR、MRは同じものではありません。 これらの3つの有望な関連技術の主な差別化要因、推進力、およびユースケースについて説明します。

今日のテクノロジーは、ビューマスターの7枚の立体3Dペアの小さなカラー写真を含む薄いボール紙ディスクの時代から、今日のVRとその親しいいとこARまで長い道のりを歩んできました。 実際、Facebook、Google、Samsungなどの巨人からの多額の投資のおかげで、高価値の収益に賭けている他の多くの人々が、仮想現実と拡張現実をニュースフィードに取り入れることがますます頻繁になっています。

この記事では、VR、AR、MRのニュアンスを強調することから始め、次に時間をさかのぼってVR/ARがどのように進化したかを確認します。 最後に、それらが今日の現実にどのように適合するか、そしてそれらが明日の現実にどのように影響するかを評価します。

バーチャルリアリティ（VR）とは何ですか？

バーチャルリアリティ（VR）は、デバイスによってユーザーの視界に投影される、シミュレートされた没入型の体験です。 サンフランシスコの地下室に座ったまま、シャンゼリゼ通り（パリ）を歩いていると想像してみてください。 必要なのは、ファインダーを介してシミュレーションに投影するヘッドセットだけです。 それはまさにVRが約束することであり、それ以上のものです。

VRはどのように機能しますか？

1960年代に導入されたマテルのビューマスターを使用したときのスリリングな体験を覚えている人もいるかもしれません。 今日のVRは、その立体視観光効果の最新バージョンです。ヘッドセットのビューポート内にレンズのセットと、エクスペリエンスが保存または計算されるマウントされたデバイスが必要です。

純粋な観察から完全な没頭まで、VR機能の範囲は、使用するデバイスとヘッドセットのタイプによって異なります。 マウントされたヘッドセットと同期してリモコンを使用すると、ユーザーは、VRゲームまたは仮想インターフェイスやアプリのいずれかで、エクスペリエンス内で空間内の3Dオブジェクトを操作できます。

VRの簡単な歴史とその進化

VRの専門性はさておき、VRが私たちを投影することを目的とした没入型の360°体験に焦点を当てると、仮想現実は「19世紀の360度の壁画（またはパノラマ絵画）」から始まったと言えます。バーチャルリアリティ協会がバーチャルリアリティの歴史について述べているように。 初期のフライトシミュレーター（1929年）から、1960年のモートン初のVRヘッドマウントディスプレイ、1999年のマトリックス内でのシミュレーションとして全世界を体験するNeoに移行しました。

今日、どの企業がVR市場をリードしていますか？

2014年に早送りすると、Googleはスマートフォンを使用してVR体験を推進するマスマーケットのDIYヘッドセットであるGoogleCardboardを開始しました。 サムスンは翌年、Gear VRを発表し、バーチャルリアリティの新しい競争が正式に始まりました。 2014年6月に正式に買収されたOculusVRは、バーチャルリアリティヘッドセットのハイエンドスペクトルでの支配の目標を加速するためにFacebookファミリーに加わりました。

拡張現実（AR）とは何ですか？

名前が示すように、拡張現実（AR）は、コンピューターで生成されたグラフィック、画像、または一連のインタラクティブデータを重ね合わせることで、世界の認識を高めます。

ARはどのように機能しますか？

現在、ARにはカメラとARアプリを搭載したスマートフォンのみが必要です。 それを機能させる2つの重要な要素は、移動中に周囲の環境をキャプチャするカメラの容量と、コンピューターで生成されたビジュアルまたはコンテンツを計算して投影するソフトウェアです。

これが実際に行われている好例の1つは、IKEAの最近のARアプリです。このアプリを使用すると、ブランドの家具の一部で部屋やスペースがどのように感じられるかを誰もが想像できます。

設計者と建築家は、実際の状況で実物大のオブジェクトを作成するこの新しい方法から明らかに恩恵を受けることができます。 「今、テクノロジーは私たちの野心に追いついています。 ARを使用すると、家具小売のエクスペリエンスをもう一度再定義できます。これは、あらゆる場所のすべての人のより良い日常生活を創造するという絶え間ない探求です」と、InterIKEASystemsのデジタルトランスフォーメーションリーダーであるMichaelValdsgaardは述べています。

ARの簡単な歴史

1998年のライブNFLゲーム中に最初の仮想黄色線マーカーをキャストすることから、NASAの飛行シミュレーションを支援するための重複するマップデータまで、拡張現実は何十年にもわたって空想科学小説の外に住んでいます。

1974年に、Myron Krugerはインタラクティブな環境でプロジェクターとビデオカメラを組み合わせました。今日私たちが知っているように、それはARの誕生でした。

最近では、iPhoneおよびiPad用に作成された拡張現実アプリケーションの開発フレームワークであるARKitを使用してAR開発が大衆に紹介されたとき、ARはAppleのWWDC17での幅広い採用に向けて大きな飛躍を遂げました。

ARkit対ARCore–AR支配のためのAppleとGoogleの戦い

AppleのiOS11用ARKitは、ARコンテンツの開発と大量消費を民主化することを約束します。 これは、Appleとは対照的に、VR空間にも存在することから知識を活用するという利点を持つGoogleのARCoreへの直接の応答です。 ARの設計と開発のフレームワークはどちらも、作成プロセスを簡素化および加速し、AndroidおよびiOS電話をすでに使用している何百万人もの人々にテクノロジーを提供することを約束します。

拡張現実アプリはまだマスマーケットでは新しいため、それぞれが独自のオペレーティングシステムとコアオーディエンスに固有であることを除けば、これらの開発キットがどれほど実際に異なるかを知るのは時期尚早です。

スマートフォン市場の99％を支配している2つの最も著名なテクノロジー企業が拡張現実の背後でそのような公的な動きを見せた今、私たちは再び業界が混乱しているのを見る準備ができているはずです。

複合現実（MR）はどうですか？

複合現実感はVRとARのハイブリッドであり、両方の長所を提供することを目的としています。 たとえば、VRと同じようにヘッドセットを使用し、半透明のビューポートやガラス越しに見ると同時に、環境の上にビジュアルを投影します。

MRを際立たせるのは、その高度にインタラクティブな側面と、MRが周囲に追加する投影のリアルなレンダリングです。 リモコンや電話の画面だけに依存するのではなく、自然な体と指のジェスチャーを使用して没入型コンテンツを操作できます。

AppleとGoogleは明らかにARテクノロジーの先駆者ですが、今日のMRランドスケープは、Microsoft（HoloLens）と、大規模な資金提供を受けたMagic Leap（これまでのところコンセプトデモのみ）を支持しています。

MicrosoftHoloLensとMagicLeap–複合現実レースの2人の王

Microsoft HoloLens

Google Glassの商業的失敗にもかかわらず、MicrosoftはMRゲームで独自の「ホログラフィックコンピュータ」を試すことを躊躇しませんでした。 「HoloLens」という名前は、「デジタルコンテンツを利用し、周囲の世界のホログラムを操作できるようにする」というコアエクスペリエンスに由来しています。

マジックリープ

最も資金提供された製品前のスタートアップの1つとして、このGoogleが支援するベンチャーは、テクノロジー業界でこれまでで最も秘密主義のプロジェクトの1つでもあります。 MagicLeapのCEOであるRonyAbovitzは、これを「シネマティックリアリティ-ビジュアルコンピューティングの完全な変化」と呼んでいます。 この複合現実テクノロジー企業は、仮想現実システムと拡張現実システムの両方の長所を活用して、インタラクティブな環境向けに設計するという課題に取り組んでいます。

まだ公開されていませんが、ホログラフィックグラスはDynamic Digitized Lightfield Signalを使用しており、画像を直接目に投影し、脳を「だまして」本物だと思い込ませます。 その結果、より豊かで信頼できる拡張体験が得られます。

VR、AR、MRは、私たちが世界を見て体験する方法をどのように再定義していますか？

エンターテインメントとマスメディア消費のためのVR

VRの出現による明らかな勝者の1つは、エンターテインメント業界です。 Lego Star Wars 360 Experienceは、バーチャルリアリティの優れた採用と実装の一例であり、視聴者がまったく異なる方法でストーリーテリングを体験できるようにします。

史上初のスタンドアロンVRヘッドセット（電話やコンピューターを接続する必要がない）を発表することで、テクノロジーの巨人であるFacebookは、VRを民主化する計画に取り組んでいます。

ARは任天堂を再発明します—100年の歴史を持つ会社—ほぼ一夜にして

2016年のポケモンGOの爆発的な成功により、世界は、ARがスマートフォンの画面に小さなモンスターが飛び出したり飛び出したりすることで現実を拡張することで、文字通り現実を「動かす」ことができる方法を初めて見ました。

複合現実。 統合された現実？ 混合感情。

いとこであるVRやARとの区別がはっきりしないため、複合現実はその未来を定義するのに苦労しています。

VRと同じように、MRはヘッドセットを使用してエクスペリエンスを起動します。 ただし、複合現実デバイスは、Google Glassのようなマウントされた半透明のメガネを使用しているため、通常のVRハードウェアとは異なります。これにより、現実世界にしっかりと固定できます。仮想現実は実際の現実と混合されます。

ARと同様に、MRは、通常表示されるものの上にデジタルコンテンツとシミュレーションをオーバーレイします。 しかし、複合現実体験では、ARではまだできない方法でシミュレーションを物理的に操作できます。 また、電話の画面だけに依存するのではなく、身体とリモコンを使用して、よりインタラクティブに環境に触れることができます。

数字で見るVR、AR、MRの風景

本当に普及し、より広く採用されるためには、経済的牽引力が技術的牽引力と経験的牽引力の両方の重要な指標になります。

AlphabetのGoogleVentures、Alibaba、Andreessen Horowitzなどの著名な投資家に支えられて、Magic Leapは、これまでに20億ドル近くのベンチャー資金でMR投資ゲームをリードしています。

今日の市場における主要なVR/AR企業への主要な投資を確認しましょう。

新しい現実のための設計上の考慮事項

VR、AR、MR向けのデザインは、新しい現実を創造することに似ています。 没入型で多次元のコンテンツ作成のこの新しいパラダイムには、新しいルールと考慮事項が必要です。 拡張現実、仮想現実、複合現実のデザインは、ビジュアルデザイン（3D、UI）からエクスペリエンスデザイン（UX、製品）、開発など、さまざまな既存のスキルを活用します。

人間の解剖学、共感、音から視覚的なデザインまで、そしてそれを超えて、標準の2D長方形のキャンバスの外でデザインすることになると、クリエイティブにはまったく新しい競技場があります。

3Dおよびビジュアルデザイン

バーチャルリアリティの設計者は、没入型のエクスペリエンスとインターフェイスを作成するときに、まったく異なるアプローチと一連のツールを使用する必要があります。 より正確には、2D画面や長方形の外側を考え、代わりにクリエイティブなキャンバスを無限の360度の空間と考える必要があります。

すべてが3次元になるため、VRデザイナーは、3Dエキスパートと協力したり、WebGLやその他のオープンソースツールを使用して3Dグラフィックスの基本的な理解を深めたりすることをお勧めします。

人気のある3D作成ソフトウェアには次のものが含まれます。

• Unity3D（デザイン+ゲームエンジン）
• GoogleVRブロック
• Blender 3D（無料、オープンソース）

スケールとポジショニングを理解する

VRとARの設計に関する規模と位置の考慮事項は関連しており、相互に影響を及ぼします。 一方では、視聴者からの要素の距離は、読みやすさと、要素との対話のしやすさに影響します。 一方、シミュレートされた現実内のオブジェクトのスケールは、現実の世界で同じオブジェクトがどれだけ大きい/小さいか、または遠く/近くにあるかを反映します。

追跡と移動

モーショントラッキングの概念は、使用される仮想、拡張、および複合現実のハードウェアとソフトウェアに関連付けられています。 たとえば、Google Cardboardではほとんどの場合、携帯電話の加速度計からの基本的なモーショントラッキングが可能ですが、最近のGoogle Daydream VRヘッドセットには、仮想空間内で物を指差して相互作用を促進できるリモートコントローラーが付属しています。

スペクトルの上限では、OculusRiftやHTCViveなどの没入型システムにより、より応答性の高いモーショントラッキングシステムとインタラクティブコントローラーが可能になります。

モーショントラッカーとコントローラーの設計には、人間の自然なジェスチャーと物理的なアフォーダンスを十分に理解する必要があります。 これを正しく行うと、液浸効果を高めるのに役立ちます。

より伝統的な分野から手がかりを取る

AR / VR / MRの設計に関しては、車輪の再発明を行う必要はありません。 印刷からウェブに移行したときとほとんど同じように、多くの手がかりを取り、より伝統的な芸術形式から多くの原則を適用することができます。

たとえば、色彩理論、構図規則、照明のベストプラクティスは、新しいメディアにも適用されます。 私たちがエミュレートして別のコンテキストで体験しようとしているのはまだ現実の世界であるため、新しいテクノロジーを利用することで、私たちが構築している新しい現実のために設計するときに、コアビジュアルアートの原則を活用できます。

アニメーションと移行の原則

同じことがアニメーションの原則にも当てはまります。仮想現実でのトランジション効果と動きは、アニメーションの12の原則（ディズニー以外の何者でもない）が適用されると、多くの信頼性を獲得します。 それらを簡単に確認しましょう：

1. スカッシュとストレッチ：オブジェクトを拡張および圧縮して、動作中の重量とボリュームをシミュレートします。
2. 予想：重要なアクションが実行されようとしていることを示すインジケーター。
3. ステージング：オブジェクトのすべての状態/位置全体で明確な意図を持っています。
4. Straight Ahead and Pose to Pose：最初に開始状態と終了状態を定義し、次にギャップを埋めます。
5. フォロースルーとオーバーラップアクション：動いている多くのピースが停止した場合、それらすべてが一度に停止するわけではありません。
6. スローインとスローアウト：別名イージング効果-ゆっくり、次に速く、次に遅くなります。
7. アーク：簡単に言えば、ほとんどの動きに少し曲がりを追加します。
8. 二次アクション：一次アクションに追加して、それを強化または補完します。
9. タイミング：速度または遅延を使用して、物理学または時間スケールをシミュレートします。
10. 誇張：何かを強調するのに役立つ特定の動きを強調します。
11. 立体図：物事をより立体的に見せます。
12. アピール：この原則は、興味深く説得力のある特性を必要とします。

ツールとリソース

これらの新しいテクノロジーを民主化し、共創の精神を刺激するために、多くの企業が設計と開発のフレームワークを世界と共有しています。 仮想現実、拡張現実、複合現実を始めるための重要なリソースは次のとおりです。

• Facebookデザイン–VRリソース
• Apple – ARkit
• Microsoft HoloLens複合現実–MRキット

拡張現実、仮想現実、複合現実の未来

ポケモンGOヒットの世界的な成功を考えると、ARはより広い採用率を示しています。 今日、拡張現実を体験するために必要なのは、最新のOS、まともなカメラ、ARアプリを備えたスマートフォンだけです。エントリーの費用はかからず、私たちは全世界をキャンバスとして持っています。

最近のAppleのARゲームへの参入は、拡張現実のトレンドをさらに後押しすることを約束します。 ティム・クックはこの問題について彼の立場を表明しています。「VRには明らかにいくつかのクールなニッチなものがありますが、それは私の見解では深遠ではありません。 ARは深遠です。」

ARやMRよりも長い歴史にもかかわらず、バーチャルリアリティには視聴者の問題があるようです。これは主に、適切なVRヘッドセットを採用するための高いコスト、長期間の使用による物理的な不快感、テクノロジーの具体的な使用例の欠如が原因です。

「バーチャルリアリティはどのように機能しますか？」 これは、VRイベントだけでなくオンラインでもよく耳にする質問です。 それにもかかわらず、多くのセクターがこのテクノロジーを使用して新しい機会を創出する可能性があります。 たとえば、自動車業界のバーチャルリアリティは、いくつかのエキサイティングな可能性を示しています。

最後に、複合現実は、現実、拡張、仮想現実の完璧な融合です。 「アプリケーションは無限大です」とAvegantCEOのJoergTewesは言います。 彼は、デザイナーやエンジニアが自分の手で3Dモデルを直接操作する方法について考えています。 「複合現実感により、人々は画面やキーボードではなく、自分のアイデアと直接対話することができます」と彼は付け加えます。

世界は、これまでにない没入型3Dコンテンツとデジタル領域でその境界を拡大しようとしています。 これは、デザイナー、エンジニア、企業が革命に参加するためのユニークな機会です。

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