• 仮想現実（VR）は、ユーザーが視覚的または感覚的な 3 次元（3D）人工環境と対話し、現実をシミュレートする没入型体験を生み出すことを可能にします。
  • VR アプリケーションは、ゴーグル、ヘッドセット、グローブ、スーツなどのインタラクティブデバイスを使用して、ユーザーをデジタル世界に没入させ、そこで探索、対話、環境操作を行うことができます。
  • VR には、非没入型、半没入型、没入型などさまざまなタイプがあり、それぞれデジタル環境への没入度と対話レベルが異なります。

仮想現実（VR）技術は、ユーザーが視覚的または感覚的な 3 次元（3D）人工環境と対話することを可能にし、現実をシミュレートする没入型体験を創出します。ゴーグル、ヘッドセット、グローブ、スーツなどのインタラクティブデバイスを使用することで、VR アプリケーションはユーザーをデジタル世界に没入させ、探索、対話、環境操作を可能にします。

仮想現実（VR）とは？

仮想現実（VR）とは、コンピュータ生成のモデルやシミュレーションを使用して、個人が視覚的または感覚的な 3 次元（3D）人工環境と対話できるようにすることを指します。VR アプリケーションは、ゴーグル、ヘッドセット、グローブ、スーツなどのインタラクティブデバイスを介して、ユーザーをコンピュータ生成環境に没入させ、現実を再現します。典型的な VR 設定では、ユーザーは立体ディスプレイを備えたヘッドセットを装着し、シミュレーション環境のアニメーション画像を見ます。この「そこにいる」錯覚（テレプレゼンス）は、ユーザーの動きを追跡し、それに応じて画面表示をリアルタイムで調整するモーションセンサーによって実現されます。そのため、ユーザーは自分の頭の動きや歩行に応じて視点やパースペクティブが動的に変化するシミュレーション空間を探索できます。さらに、力覚フィードバックデバイスを備えたデータグローブを装着することで、ユーザーは触覚を感じ、環境内の仮想オブジェクトを操作できます。

「仮想現実」という用語は 1987 年に Jaron Lanier によって造られました。彼の研究と工学への貢献は、VR 産業の初期に大きな影響を与えました。米国における VR の初期の研究と技術開発は、米国防総省、米国科学財団、NASA などの政府機関の関与によって大きく形作られました。これらの機関が資金提供し、大学の研究所で実施されたプロジェクトは、コンピュータグラフィックス、シミュレーション、ネットワーク環境などの分野で熟練した人材の育成に貢献しました。これらのイニシアチブはまた、学術、軍事、商業の取り組みの間に重要なつながりを確立しました。

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VR のさまざまなタイプ

非没入型 VR：非没入型 VR は、デジタル環境との最小限の対話を提供し、完全な没入感を伴わずに 3D 環境を表示するコンピュータ画面や投影システムを使用することがよくあります。例として、ビデオゲームや自動車学校で使用される運転シミュレーターが挙げられます。

半没入型 VR：半没入型 VR は、デジタルコンポーネントを現実のオブジェクトに重ね合わせ、仮想要素をあたかも実物のように操作できるようにします。そのため、パイロット訓練や技術スキルの開発などの教育目的に最適です。

没入型 VR：没入型 VR は、ユーザーを完全に仮想環境に移動させ、使用中は現実世界への固定された基準点がありません。主にビデオゲーム業界で使用され、データグラス、グローブ、トレッドミル、センサー検出器などの特殊な機器を用いて完全にリアルなデジタル環境を作り出します。ユーザーは仮想世界を現実のように感じ、仮想現実と物理的現実の境界が曖昧になります。

AR（拡張現実）：拡張現実（AR）は、デジタルコンテンツを現実世界に重ね合わせる VR の一種です。完全没入型 VR とは異なり、AR はユーザーの物理的環境に仮想要素を統合し、デジタル情報で実世界の体験を強化します。一般的な例として、倉庫などの分野でスマートグラスを使用し、従業員がリアルタイムのデータオーバーレイにアクセスすることが挙げられます。

MR（複合現実）：複合現実（MR）は、物理的現実と仮想世界の要素を組み合わせ、現実とデジタルコンテンツのシームレスな融合を生み出します。拡張現実の特殊な形態である MR は、マーケティング用途でますます使用されており、人物や物体を実際の環境で視覚化することができます。

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VR の構成要素

ヘッドセット：VR ヘッドセットは、ユーザーの自然な視野をコンピュータ生成のディスプレイに置き換えることで、デジタル環境に没入できるようにする重要なウェアラブルデバイスです。赤外線 LED、モーションセンサー、カメラ、ディスプレイなどの機能を統合し、ヘッドセットは関連情報を収集してユーザーの目に提示します。

ディスプレイとレンズ：ディスプレイとレンズは連携して、VR 体験を可能な限りリアルにします。ほぼ同一の 2 つの画像を歪めて重ね合わせることで、ディスプレイとレンズは望ましい空間効果を生み出し、仮想環境への没入感を高めます。

レイテンシー：レイテンシー（遅延）は、視野角とともに、ユーザーにリアルな環境と仮想環境での本物の体験を提供するために重要です。距離と空間の奥行きの知覚は、レイテンシーと視野角の影響を受けます。最新の VR ヘッドセットは、200～220 度の可視範囲で人間の視覚を再現することを目指しており、単眼視野と両眼視野に分けられます。

フレームレート：最適なフレームレートを維持することは、乗り物酔いを防ぎ、滑らかな VR 体験を保証するために不可欠です。人間の目は毎秒約 1,000 フレームを捉えることができますが、最新の VR ヘッドセットは通常 90 フレーム/秒（FPS）を目標としています。このバランスにより、視覚情報をユーザーに過負荷をかけずに効果的に伝達できます。

位置追跡：位置追跡により、ユーザーは仮想環境内を自由に移動でき、プレゼンス感と対話性が向上します。6 自由度（6DoF）などのシステムでは、ユーザーはさまざまな方向に移動し、うなずき、身を乗り出し、回転などの一般的なジェスチャーを行うことができます。一方、3 自由度（3DoF）のシステムは、基本的な頭の動きに動きを制限し、ユーザーの空間的な対話を制約します。