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🐈|YouTubeで最も視聴された猫「もちまる日記」から、待望の2022壁掛けカレンダーが予約開始…


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YouTubeで最も視聴された猫「もちまる日記」から、待望の2022壁掛けカレンダーが予約開始…

 
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 Rooftop

ライブハウスLOFT発行のフリーマガジン『Rooftop(ルーフトップ)』WEB版。サザンオールスターズ、BOOWY、山下達郎もそのステージに立ったロックの殿堂が贈るポップカルチャー情報。アーティスト独占インタビューほか各種レビュー等。


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拡張現実

拡張現実(かくちょうげんじつ、: Augmented Reality、オーグメンテッド・リアリティ、AR)とは、現実世界に仮想世界を重ね合わせて表示する技術を指す言葉[1][2]エクステンデッド・リアリティ(XR)と呼ばれる先端技術の一つである[3]

現実の風景の中にCGでつくられた3D映像やキャラクターなどのデジタルコンテンツデータを重ねて表示することで現実世界を"拡張"する[4][5]。専用のヘッドマウントディスプレイ(以下、HMD)を用いる方法、あるいはスマートフォンのカメラとディスプレイを使って重ね合わせる方法などがある[1]

概要

拡張現実は人工現実感(バーチャル・リアリティ = VR)の変種であり、その時周囲を取り巻く現実環境に情報を付加・削除・強調・減衰させ、文字通り人間から見た現実世界を拡張するものを指す[6]。 バーチャル・リアリティが人工的に構築された現実感と現実を差し替えるのに対し、拡張現実は現実の一部を改変する技術である。例えばバーチャル・リアリティでは、仮想の部屋に居て、仮想のテーブルに置かれた仮想のティーポットを見ているかのような五感情報を人に提示するのに対し、拡張現実では人が実際に居る現実の部屋のテーブルの上に、仮想のティーポットが置かれているかのような情報提示を行う。コンピューター情報を付加して現実の情報を実態よりも強化・増強して人間に提供することから強化現実増強現実と呼ばれることもある。現実環境を情報ソースとして用いることから必然的にリアルタイム処理を必要とする場合が多い。技術課題としてはバーチャル・リアリティでのそれに加えて、仮想物体と現実環境・物体との相互作用、例えば視覚要素では照明、影、接触、隠蔽などを解決することが特に課題になる。

コンピューターが現実を拡張する手段としては、視覚や聴覚、触覚など、人のすべての感覚器官と体性感覚に対する情報提示が試みられている。バーチャル・リアリティでは、人に提示する仮想物体のリアリティが重視されるのに対して、拡張現実では、現実世界の位置や物体などのコンテクストとの関連性も重視される。後者に重きを置いたシステムでは、例えば場所や物の説明を文字や音声で行うなど、現実を拡張する手段として単純な情報提示手法が用いられることもある。

多くのシステムでは、情報の提示や取得に、バーチャル・リアリティで広く利用されているデバイス、もしくは技術が利用される。例えば、視覚情報提示には主にヘッドマウンテッドディスプレイが利用される。しかし、現実環境における作業を支援する意図から、携帯電話等の小型情報端末の画面を用いた提示も検討されている。

提示される環境の主体が現実環境であることから、現実環境における作業支援がその応用分野として期待されている。例えば、道案内情報の提供、航空機やコピー機のメンテナンスを行う技術者に対する技術情報提供、医療分野における手術支援[7]に向けた情報提示などの応用研究が行われている。

一般消費者向けのサービスを作るためによく行われている手法に、ARToolKitなどの画像認識ルーチンを利用して、2次元コードパターンや静止画など(「ARマーカー」などと呼ばれる)をデジタルカメラで撮影すると、それをマーカーとして映像にマッチムーブした3DCGアニメーションがリアルタイムで合成表示されたり、静止画に合ったコンテンツが表示される物がある。

ARの種類

ARはロケーションベースAR、マーカー型AR、マーカーレス型ARの3種類に大別される[1]

ロケーションベースAR

ロケーションベースARまたは位置拡張ARとは、GPSをはじめとする各種センサーによって位置情報を取得し、その場所に応じた3Dグラフィックスなどのコンテンツをカメラ映像に合成して表示する技術[1]

マーカー型AR

マーカー型ARとは、マーカーと呼ばれる図形をカメラで読み取ることで、その位置にコンテンツを合成して表示する技術[1]。コンテンツを表示する位置を細かく制御できるという利点がある[1]

マーカーレス型AR

マーカーレス型ARとは、カメラ映像に含まれる実際の風景や建造物、看板などを識別し、それぞれに合わせたコンテンツを合成して表示する技術[1]。マーカーを使わずにコンテンツを表示できることがメリット[1]

用途

医療

医療はARやVRの導入が進む分野のひとつで、教育、治療・手術支援、リハビリテーション遠隔医療などで次々と新しい実践が行われていて、すでに手術室や医療訓練、診療所、在宅医療などの現場に入り込み始めている[8][9]

AR技術を活用した遠隔医療システムとは、遠隔地にいる専門医が現地の執刀医と視界を共有し、ARを使って患者の切開箇所などを指示し、現地にいる執刀医はそれをもとに手術を行うことができるというものである[9]。当初は軍事目的や医学的リソースが乏しい地域や紛争地の外科医に対して遠隔で外科医を教育指導・支援するために開発された技術だったが、リアルタイムの手術にも対応可能となり、様々な国で広く導入されている[9]。医師の大都市集中や診療科偏在などで地方の医師不足が深刻な課題となっている日本でも、その動きは始まっている[9]

医者が切開することなしに患者の解剖学的構造を把握できる技術であり、患者や医師の教育、手術の可視化やシミュレーションなど、医療現場の実習などに使われるケースもある[4][8][10]。解剖モデルを3Dで見ることができるARアプリや、注射の際に患者の肌をスキャンして血管の位置を特定し、針を刺すのを容易にしてくれるデバイス、ヘッドセットで患者の脊椎上に脊椎に関する情報をオーバーレイ表示する外科用の技術などが開発されている[8]

発達障害の子どもたちのソーシャルスキルトレーニングにスマートグラスを用いる研究が進められている[11]

軍事

米国空軍では、1980年代から攻撃ヘリコプターAH-64 アパッチには操縦士用の暗視装置であるAN/AAQ-11パイロット暗視センサー(PNVS)が搭載されていた。1990年代後半からはJHMCSという戦闘機用のHMDが開発され、2003年11月より本格生産が開始された。

米国海軍は、ARを射撃の支援に利用する実証試験を実施したことがある[12]。2016年12月に陸上で、2017年6月にイージス巡洋艦の艦上で、それぞれ実証試験を実施した[12]。対象は艦上に設置した機関砲を扱う銃手で、銃手のヘルメットに取り付けたヘッドセットに目標指示や交戦に関する情報を表示してやることで、情報共有が改善されることが期待されている[12]

米国陸軍は、2008年から現場で行動する兵士の装備にAR技術を取り入れる研究を行なっている。開発中のシステムは『戦術拡張現実(Tactical Augmented Reality : T.A.R.)』と呼ばれ、兵士がARディスプレイを装着することによって様々な情報をビジュアルで把握できるようになるというもの[13]。2018年、Microsoftと共同でARヘッドセット「HoloLens 2」をベースにした米陸軍用ヘッドセット「IVAS(Integrated Visual Augmentation System)」の試作品を開発する2年契約を結ぶと、2021年には同社に「IVAS」12万台を発注した[14]

活用事例の主流は「訓練」や「研究開発」であり、武器の運用環境が過酷な実戦用の技術はまだほとんど例がない[15]

ポピュラーカルチャーにおける拡張現実

ARのようなものは発想としては古くからあり、コンピュータ研究の初期の1960年代にはすでにARのような技術のために使うシースルー[注 1]HMDなどの開発が始まっていた[16]。そのため、SF作品を中心に様々なジャンルのフィクション作品の題材として取り上げられてきた[16]

日本におけるAR技術周知のきっかけとなった作品の一つとして、2007年のアニメ『電脳コイル』の存在を挙げる声が多い[17][18][19][20][21]。ARが社会に普及した世界の日常が描かれ[17][18]、作中に登場するデバイス「電脳メガネ」にはARだけでなくMR技術も使われている[20][22][23]。また2009年のアニメ『東のエデン』も『電脳コイル』と並んで日本国内の現実のARサービスの盛り上がりに影響を及ぼした作品であると言われる[24][25]。作中には、携帯カメラを使って建物や人物の情報が分かるARシステム「東のエデンシステム」が登場する[24]

それら以前にもAR技術を使ったデバイスが登場する作品は数多く存在し、漫画/アニメ『ドラゴンボール』に登場する相手の戦闘力を見ることの出来る「スカウター」なども、HMDを使ったARデバイスの一種と言える[16][26][27]

映像作品では、登場人物の顔や表情を描写する都合からか、『電脳コイル』の電脳メガネのような透過型のHMDや、『ドラゴンボール』のスカウターのような通信機などのヘッドセットに付属した片眼鏡型で描かれることが多い[26]

歴史

拡張現実と同様のアイデアは、劇作家のライマン・フランク・ボームによって1901年に初めに述べられた。彼は、現実世界に創作されたデータを重ね合わて表示する「キャラクター・マーカー」という電子デバイスを考案した[28]

映像撮影技師のen:Morton Heiligは1957–62年にかけて「センソラマ」というシミュレータを開発し特許を取得した。これは映像と音響と振動と香りを模擬するシステムであった[29]

またARを実現するデバイスが実際に開発された事例として、1966年のアイバン・サザランドによる「ヘッドマウントディスプレイ」の発明などがなされてきた。

1975年にはen:Myron Kruegerによって、ユーザーが仮想物体とやりとりできる「ビデオプレイス」というシステムが初めて開発された。

1989年、「仮想現実」(VR) という言葉がen:Jaron Lanierによって作られ、初めての仮想世界で行うビジネスを作り出した。

「拡張現実」という名前は、1990年にボーイングの技術者であるTom Caudellによって付けられた[30]

1992年に日本で子ども向けのバラエティ番組『ウゴウゴルーガ』の放送が開始される。リアルタイムに制御されるCGキャラクターと出演者が対話する形式のシリーズ番組の先駆的事例である。(バーチャル・スタジオ

1992年にアームストロング空軍研究所のL.B. Rosenbergは機能するARシステムとしては最初期のものである「Virtual Fixtures」を開発し、デモンストレーションを行った[31][32]

1992-93年に、ARシステムのプロトタイプ「KARMA」の有名な論文が発表された[33]

2000年、Bruce H. Thomasは初の屋外携帯ARゲームである「ARQuake」をウェアラブル・コンピュータ国際シンポジウムで発表しデモンストレーションを行った。

このように、一部のエンターテイメント向け試作機を除けば、軍事産業や自動車・航空機製造産業で主に利用されてきたARだが、2000年代に入り携帯端末の普及に伴い一般消費者向けサービスへと利用されるようになった[34]

日本では2007年以降一般にも知られるようになった。同年にAR技術を応用した初めての市販ゲーム「THE EYE OF JUDGMENT」が発売された。

2008年、スマートフォンでARを活用した初の一般向け位置情報アプリケーションである「Wikitude」がリリースされた[35][36]。日本ではGPS位置情報を利用する「セカイカメラ」が2009年にリリースされた。

2010年8月27日にリリースされた日本の携帯電話(フィーチャーフォン)用プラットフォームである「AR3DPlayer」は、2次元バーコードQRコードをそのままQaRマーカーとして認識するトラッキング・システムを実装していた。カメラやGPS、加速度センサなど各種センサによって携帯電話の位置や向きをトラッキングすることで、正しい位置と向きに画像を表示するシステムはARの実現のために重要な技術である。AR用のトラッキングのための画像認識ライブラリは1999年にリリースされた「ARToolKit」などから利用することができ、2003年にはDieter SchmalstiegおよびDaniel Wagnerによって携帯電話・PDA向けで初のマーカー・トラッキング・システムが開発されていた[37]。アジアではQRコードが携帯電話による画像認識マーカーとして普及していたため、ARのマーカー・トラッキングにも用いられるようになった。

ARを使った作品の例としてはni_kaAR詩がある。これは東日本大震災が念頭に置かれており、パウル・ツェランの『』を意識した喪の表現となっていて、東京タワーの頂上に薔薇の花を咲かせたり、キティが沢山画面上に出てきて、タップするとそこから詩が出てきて、それに対して感想や返詩ができたりするものであった。[38][39]

2013年、Googleによる拡張現実ツール「Google Glass」のベータ版のテストが始まり、この製品向けの様々な拡張現実アプリケーションがサードパーティーにより実装されてきている。眼鏡型および時計型コンピュータは、スマートフォン以降のウェアラブル・コンピュータ(身に付けられるコンピュータ。持ち運びできるモバイル・コンピュータの次に来る流れとして注目されている)の本命と見なされている。

2014年、ARのコア技術であるコンピュータービジョン (CV) のリーディングカンパニーのKudan Limited(英国)が日本法人となるKudan株式会社を設立し、マーカーARおよびマーカーレスARの両方をサポートするクロスプラットフォーム対応のモバイルアプリケーション開発向けツールキット「Kudan AR SDK」を日本市場に広めた。2018年3月より、Kudan AR SDKの販売およびサポートは、グローバルディストリビューターであるエクセルソフト株式会社が提供している。

2016年、AR特化型ニュースメディア「GET AR」が誕生した。

米国Niantic社により、世界各地でPokémon GO(ポケモン ゴー)が発表された。

2016年11月30日に、エプソン販売株式会社からAR対応のスマートグラス、EPSON MOVERIO「BT-300」を発売。独自開発の有機ELディスプレイを採用し、軽量化、高輝度、高画質化まで実現している。

ARを利用したアプリケーション、ゲームおよびサービス

ARを扱った作品

脚注

注釈

  1. ^ 現実に見ているものを画像表示部分の先に透けて見えるようにする。

出典

  1. ^ a b c d e f g h “仮想現実ソリューション Augmented Reality(拡張現実)”. NTTコミュニケーションズ. https://www.ntt.com/business/solutions/communication-and-collaboration/vrsol/ar.html 2021年11月28日閲覧。 
  2. ^ VRやARとどこが違う? MR(複合現実)の仕組みと代表例『Microsoft HoloLens』を解説”. TIME&SPACE. KDDI (2017年3月16日). 2021年11月28日閲覧。
  3. ^ “XRとは”. NTTドコモ. (2021年8月12日). https://xr.docomo.ne.jp/about_xr/ 2021年11月28日閲覧。 
  4. ^ a b ムコハタワカコ (2021年5月27日). “もっと知りたい! Pickup スマートワーク用語 第6回 VR・AR・MR・SR・XR”. スマートワーク総研. ダイワボウ情報システム. 2021年11月28日閲覧。
  5. ^ 注目の「XR」(クロスリアリティ)とは? VR、AR、MRとの違いと最新事例を紹介”. TIME&SPACE. KDDI (2018年8月16日). 2021年11月28日閲覧。
  6. ^ Ronald T. Azuma, A Survey of Augmented Reality, Teleoperators and Virtual Environments 6, 4 (1997), 355-385.
  7. ^ “Augmented Reality: OsiriX surgery”. WIRED (雑誌). (2010年8月21日). http://www.wired.com/beyond_the_beyond/2010/08/augmented-reality-osirix-surgery/ 
  8. ^ a b c Greg Nichols (2018年8月1日). “3 unexpected ways you'll soon find AR/VR in healthcare” (英語). ZDNet. Red Ventures]. 2021年11月28日閲覧。
  9. ^ a b c d ARやVRが医療の可能性を広げる時代が到来!”. Medical DX. 株式会社オプティム (2020年8月15日). 2021年11月28日閲覧。
  10. ^ 医療分野における拡張現実・仮想現実の世界市場は、2027年まで年平均成長率26.57%で成長する見込み Report Ocean”. PR TIMES (2021年10月5日). 2021年11月28日閲覧。
  11. ^ 拡張現実(AR)で療育!? 自閉症スペクトラムの人がソーシャルスキル獲得に使えるメガネがスゴイ!”. LITALICO発達ナビ (2018年1月27日). 2021年11月28日閲覧。
  12. ^ a b c 井上孝司 (2020年8月22日). “軍事でも使われ始めたxR技術(4)ARの活用事例”. マイナビニュース. マイナビ. 2021年11月28日閲覧。
  13. ^ ARの軍事利用 米陸軍の「戦術拡張現実(T.A.R.)」”. MoguraVR. 株式会社Mogura (2017年7月8日). 2021年11月28日閲覧。
  14. ^ マイクロソフト、「HoloLens 2」ベースの軍事用ARヘッドセット12万台を受注”. CNET Japan. 朝日インタラクティブ (2021年4月1日). 2021年11月28日閲覧。
  15. ^ 井上孝司 (2020年9月5日). “軍事でも使われ始めたxR技術(6)xRが実戦で活用が進まない理由”. マイナビニュース. マイナビ. 2021年11月28日閲覧。
  16. ^ a b c ケータイ用語の基礎知識 第431回:拡張現実(AR)とは”. ケータイ Watch. インプレス (2009年7月28日). 2021年12月7日閲覧。
  17. ^ a b 稲見昌彦 東大教授VRインタビュー 『電脳コイル』は必修です (2/2)”. KAI-YOU.net. 株式会社カイユウ (2016年8月16日). 2021年12月7日閲覧。
  18. ^ a b 近未来社会の枠組みとインフラを構想する対談 「『スノウ・クラッシュ』から『電脳コイル』へ」”. 4Gamer.net (2008年3月1日). 2021年12月7日閲覧。
  19. ^ ARとVRの違いを改めて解説! - 目指すは"電脳コイル"と"ソードアート・オンライン"”. ASCII.jp×デジタル. 角川アスキー総合研究所 (2016年12月9日). 2021年10月14日閲覧。
  20. ^ a b 特集■第13回大会 特別セッション アニメ『電脳コイル』にみるリアルとバーチャルの接点〜複合現実感の未来実現形態を探る」『日本バーチャルリアリティ学会誌』第13巻第4号、日本バーチャルリアリティ学会、2008年12月、 6-19頁、2021年12月7日閲覧。}
  21. ^ 『ARのすべて-ケータイとネットを変える拡張現実』日経BP、2009年、10頁。ISBN 978-4822210830
  22. ^ 電脳コイル・磯監督とセカイカメラ・井口代表が語る、新しい現実”. アスキー. 角川アスキー総合研究所 (2009年4月24日). 2021年12月7日閲覧。
  23. ^ アマゾンプライムに『電脳コイル』降臨! ほのぼのSFアニメと見せかけてじつはトラウマシーンの宝庫!?”. ファミ通.com. KADOKAWA (2020年6月14日). 2021年12月7日閲覧。
  24. ^ a b サイエンスフューチャーの創造者たち技術に「希望を見いだしたい」――「東のエデン」神山監督×セカイカメラ井口氏”. ITmedia NEWS. アイティメディア (2010年5月21日). 2021年12月7日閲覧。
  25. ^ 「東のエデン」AR技術を駆使した舞台挨拶に拍手喝さい”. 映画.com. 株式会社エイガ・ドット・コム (2010年1月10日). 2021年12月7日閲覧。
  26. ^ a b 「ケータイ+AR」の現在と未来 話題の拡張現実「AR」って何?”. ケータイ Watch. インプレス (2009年10月9日). 2021年12月7日閲覧。
  27. ^ “創業@中国 「ドラゴンボールのスカウター」を作った男 鯖江の技術も生きる”. 朝日新聞. (2020年8月4日). https://www.asahi.com/showbiz/manga/TKY200907310314.html 2021年12月7日閲覧。 
  28. ^ Johnson, Joel. “The Master Key”: L. Frank Baum envisions augmented reality glasses in 1901 Archived 2013年1月12日, at Archive.is Mote & Beam 10 September 2012
  29. ^ http://www.google.com/patents?q=3050870
  30. ^ Tom Caudell. Ece.unm.edu. Retrieved 9 June 2012.
  31. ^ L. B. Rosenberg. The Use of Virtual Fixtures As Perceptual Overlays to Enhance Operator Performance in Remote Environments. Technical Report AL-TR-0089, USAF Armstrong Laboratory, Wright-Patterson AFB OH, 1992.
  32. ^ L. B. Rosenberg, "The Use of Virtual Fixtures to Enhance Operator Performance in Telepresence Environments" SPIE Telemanipulator Technology, 1993.
  33. ^ Wellner, Pierre. “Computer Augmented Environments: back to the real world”. ACM. 2012年7月28日閲覧。
  34. ^ 拡張現実(AR)はモバイルへ:各種プロジェクトを紹介
  35. ^ Simon Perry (2008年10月23日). “Wikitude: Android App With Augmented Reality: Mind Blowing”. digital-lifestyles.info. http://digital-lifestyles.info/2008/10/23/wikitude-android-app-with-augmented-reality-mind-blowing/ 2008年10月23日閲覧。 
  36. ^ Daniel Wagner (2009年8月6日). “History of Mobile Augmented Reality”. Institute for Computergraphics and Vision. https://www.icg.tugraz.at/~daniel/HistoryOfMobileAR/ 2009年8月6日閲覧。 
  37. ^ Wagner, Daniel (2009年9月29日). “First Steps Towards Handheld Augmented Reality”. ACM. 2009年9月29日閲覧。
  38. ^ 「AR技術による喪の空間の創造 ni_kaのAR詩について」『DOMMUNE OFFICIAL GUIDE BOOK2』河出書房新社 2011年 p49-50
  39. ^ 「ni_kaの「AR詩」」『』2012年6月号 マイナビ p43

関連項目


 

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