VRとは、まるで現実のような仮想世界

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VRはバーチャルリアリティ(仮想現実)の略で、コンピューターなどによって作られた仮想の世界をまるで現実のように感じることができる技術の総称です。

2018年にVRがテーマのスピルバーグ映画『レディプレイヤー1が』公開されました。
2011年のゲームウォーズという小説が原作となった映画で、主人公がVRゴーグルを使って仮想現実の世界を冒険するSF映画なのですが、近年のVR技術の向上によって身近なものとして感じることができます。

人間が仮想の世界をまるで現実のように錯覚するにはなにが必要なのでしょうか。
それには視覚、聴覚、触覚、嗅覚、味覚?といった五感を再現する必要です。
では、それぞれの感覚をどのように再現しているのでしょうか。

視覚をだまして仮想現実を作る

一番手っ取り早い方法は、人間が世界を認識するために大部分を頼る視覚をだますことです。

視界が仮想現実に支配されていること

ヘッドマウントディスプレイはVRに応用できる重要なツールです。
視界から現実世界から完全に遮断できるので、一気に仮想現実の世界に引き込むことができます。
そして、映像はできるだけ視野いっぱいに見せる必要があります。
焦点が合っているのは目の前だけですが、人間の視野は200度ぐらいあるそうですから。

視界が全方位360度に自由であること

現実世界では首を動かせば360度に見たい世界を見ることができます。
だから、仮想現実を作るにも映像が360度の情報を持っていなければいけません。
360度撮影できるカメラを使ったり、CGの技術で360度の情報を作り出します。

さらに、首を動かしてその世界を自由に見ることができなければいけません。
それにはセンサーを使って自分の姿勢を知ることが必要になります。
OculusGoなどは加速度センサーやジャイロセンサーがついていますから、センサーの情報から計算した姿勢に合わせて映像を動かすことでまるでその場にいるように感じることができます。

物体が立体的に見えること

自由に世界を見渡せるだけでなく、現実世界では物体が立体的に見えなければなりません。

左右の眼を片方ずつ閉じてみてください。
それぞれの眼にはちょっとだけ違う世界が見えていますよね。
人間は離れた2つの目でこのちょっとだけ違う映像を脳で処理して、世界を立体的に感じます。
これをうまく再現してあげれば、平面の情報でも立体に見せることができます。

並んだ2つの絵を左右の眼で別々に見ることで立体視するステレオグラム。
交差法や平行法がありますが、左右の眼で左右どちらの映像を見るかの違いです。
楽しいですが、眼の動きをコントロールしなければいけないので練習が必要なのが難点。


赤青で作られた2つの映像をメガネを使ってフィルターし、左右の眼に別々の映像を見せて立体視するアナグリフ。
楽しいだけでなく、メガネをかけるだけなので簡単です☆
フィルターするための赤青2色しか映像に使えないので、色彩に乏しいのが難点です。

そういえば3Dテレビってお店で見なくなっちゃいましたけど、あれもテレビからの2つの映像を3Dメガネを使ってフィルターすることで左右の眼に別々の映像を見せることで立体的に見せていました。

ちょっと前の3Dヘッドマウントディスプレイは、左右両眼のモニターを使って3Dテレビの映像を視聴することができました。3Dメガネを使うことなく(ヘッドマウントディスプレイをかけていますが)見ることができたのですね。
VRゴーグルも両眼それぞれのモニターに別々の映像を見せることで立体視するので、似たようなものです。

しかし、3DTVにせよ3Dヘッドマウントディスプレイにせよ、専用の3D映像が必要になりますし、AV機器もこれに対応していなければなりませんから、大変でした。

空間を自由に移動できること

現実世界では自由に移動することができますが、VRの空間でも自由に移動できるでしょうか。
加速度センサーやジャイロセンサーだけだと、姿勢はわかりますが自分が今どこにいるかまではわかりません。姿勢だけでなく今どの位置にいるのかも知るためにはさらにセンサーの情報が必要です。

例えば、位置を知りたい物体から赤外線を発光させて、その光をカメラで撮影、計算すればセンサーになります。OculusRiftやOculustouchも赤外線を発光していて、それをトラッキングセンサーで読み取っていますね。カメラを見通しの良い位置に設置して、物体の位置を正確に読み取ることができれば、仮想空間の中でも姿勢や位置に合わせた映像を正しく見せることができます。
ここまでくると、動作と連動した現実にとても近い視覚情報になります。まさに仮想現実です☆

物体に近づいたり、裏側を覗き込んだりすることができるので、そのような仮想空間の情報を作るにはさらに膨大な手間と時間がかかりますし、データも大変大きくなります。
見るほうは楽しいですが、作るほうはとても大変ですね。

五感の中でも視覚をだます技術をうまく組み合わせ、改良を重ねて、ついに製品化されたVR技術の代表が現在のVRゴーグルです。

ますます進化していくVR

VRはここ2~3年でここまで進化しました!
入り込めるのです!360度のこの世界に!すごくないですか!?
残念ながらモニター越しでは伝わらないんです、この臨場感が☆
VR市場も地盤が固まってきて、価格も徐々に下がり初めてきた感があります。
興味がある人は今後の動向をよくチェックしておきましょう☆

参考:OculusRift S、OculusQuest、OculusGo Amazonでも購入できる!
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参考になれば幸いです☆
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