拡張現実のしくみ

第三次産業革命の一歩ごとに、「マトリックス」はフィクションのようではなく、現実のようになります。これは、ハードウェアエンジニアとソフトウェア開発者が拡張現実技術を改良し続け、キアヌリーブスが2つを区別するためにどれだけ目を細めたとしても、現実と仮想の境界線をこれまで以上に曖昧にしているためです。拡張現実（AR）は、まもなく私たち全員にとって真の現実になるかもしれません。

拡張現実とは、まばゆいばかりの視覚的オーバーレイ、にぎやかな触覚フィードバック、その他の感覚的投影などのインタラクティブなデジタル要素を現実世界の環境にブレンドすることです。ポケモンGOの騒ぎを体験した場合、拡張現実が実際に動作しているのを目撃しました。この（かつては信じられないほど人気が​​あった）モバイルゲームでは、ユーザーはスマートフォンのカメラで周囲の世界を眺めながら、画面上のアイコン、スコア、とらえどころのないポケモンクリーチャーなどのゲームアイテムを、それらのアイテムが正しいかのようにオーバーレイとして投影することができました。あなたの実際の近所で。ゲームのデザインは非常に没入感があり、何百万人もの子供と大人が仮想の賞品を求めて現実世界の裏庭を歩いて（そしてうっかりとつまずいて）送っていました。

GoogleSkyMapはもう1つの有名なARアプリです。スマートフォンやタブレットのカメラを天に向けると、星座や惑星などの情報がオーバーレイされます。Wikitudeは、スマートフォンのカメラを使ってランドマークやオブジェクトをポイントするだけで、ランドマークやオブジェクトに関する情報を検索するアプリです。リビングルームの新しい家具を視覚化するのに助けが必要ですか？IKEA Placeアプリは、購入する前にそのスペースに新しいソファのオーバーレイを提供するので、それが収まるかどうかを確認できます[出典：Marr ]

しかし、ARは単なるスマートフォンの楽しみ以上のものです。これは、ビジネスから戦争、医療に至るまで、より深刻な問題に使用されるテクノロジーです。

たとえば、米陸軍はARツールを使用して、兵士向けのデジタル拡張トレーニングミッションを作成しています。軍が1つのプログラムに正式な名前、Synthetic Training Environment、またはSTEを付けたほど、一般的な概念になりました。ウェアラブルARメガネとヘッドセットは、未来の軍隊が信じられないほどの速度でデータの過負荷を処理するのに役立ち、指揮官がその場でより良い戦場の決定を下すのに役立ちます。魅力的なビジネス上のメリットもあります。ガトウィック空港旅客アプリは、例えば旅行者は、そのARアプリを使用してパックされた空港の狂気をナビゲートするのに役立ちます。

AR技術の可能性は無限大です。唯一の不確実性は、開発者がこれらの機能を日常的に使用するデバイスにどれだけスムーズかつ迅速に統合するかということです。

コンテンツ

1. 私たちの世界を増強する
2. スマートフォンの拡張現実
3. 軍隊における拡張現実
4. モバイルAR革命
5. 拡張現実の限界と未来

拡張現実の基本的な考え方は、グラフィックス、オーディオ、その他の感覚の強化を現実世界の環境にリアルタイムで重ね合わせることです。とてもシンプルに聞こえます。その上、テレビネットワークは何十年もの間グラフィックスでそれをしていませんか？ただし、拡張現実は、テレビ放送で見たどのテクノロジーよりも高度です。ただし、RACEf / xや、テレビで放映された米国のフットボールゲームに重ねられた最初のダウンラインなど、いくつかの新しいテレビ効果が近づいています。どちらもSportvisionによって作成されています。しかし、これらのシステムは1つの視点でのみグラフィックを表示します。次世代の拡張現実システムは、各視聴者の視点に合わせてグラフィックを表示します。

最もエキサイティングな拡張現実の作業のいくつかは、世界中の大学の研究所で行われ始めました。2009年2月、パティ・マースとプラナフ・ミストリーがMITメディアラボのFluid Interfaces Groupの一部として開発した革新的な拡張現実システムを発表したため、TEDカンファレンスの技術者は全員atwitterでした。彼らはそれをSixthSenseと呼び、プロジェクトは行き詰まっていますが、多くの拡張現実システムに見られる基本的なコンポーネントを見つける方法の概要です。

これらのコンポーネントは、ユーザーが首にかけたひも状の装置につなぎ合わされていました。また、ユーザーは指に4つの色付きのキャップを付け、これらのキャップを使用して、プロジェクターが放出する画像を操作しました[出典：TED2009 ]。

SixthSenseは、約350ドルのこれらのシンプルな既製のコンポーネントを使用したため、注目に値しました。プロジェクターが本質的にあらゆる表面をインタラクティブなスクリーンに変えたので、それはまた注目に値しました。基本的に、デバイスはカメラとミラーを使用して周囲の世界を調べ、その画像を電話に送ります（画像を処理し、GPSを収集しました）。インターネットからデータを調整してプルし、次に、手首、壁、さらには人など、ユーザーの前の表面にプロジェクターから情報を投影しました。ユーザーが胸にカメラを装着していたため、SixthSenseは彼が見たものをすべて増強しました。たとえば、彼が食料品店でスープの缶を手に取った場合、SixthSenseはその成分、価格、栄養価、さらには顧客のレビューに関する情報を見つけてスープに投影しました。

キャップをした指を使用することで（パティ・マースは、マニキュアの色が異なる指でも機能すると述べました）、ユーザーは投影された情報に対してアクションを実行でき、それをカメラで拾い上げて電話で処理しました。投影されたものよりもその缶のスープについてもっと知りたい場合は、指を使って投影された画像を操作し、競合するブランドなどについて学ぶことができます。悲しいことに、SixthSenseプロジェクトは何年にもわたって休止状態になり、おそらく市場に到達することはないでしょう。しかし、ARの争いに足を踏み入れる他の多くの製品があります[出典：VulcanPost ]。

オランダでは、携帯電話の所有者は、電話のカメラとGPS機能を使用して周辺地域に関する情報を収集するLayarと呼ばれるアプリケーションをダウンロードできます。次に、Layarはその地域のレストランやその他のサイトに関する情報を表示し、この情報を電話の画面にオーバーレイします。電話を建物に向けることもできます。Layarは、その建物内の企業が採用しているかどうかを教えてくれます。または、Flickrで建物の写真を見つけたり、ウィキペディアでその歴史を見つけたりできる可能性があります[出典：Ensha ]

このタイプのアプリケーションはLayarだけではありません。 2018年10月、Mural Arts Philadelphiaという組織が、巨大なインタラクティブな屋外壁画を作成しました。視聴者は、スマートフォンを壁画の一部に向けてから、さまざまなホログラムを表示し、一致する音楽を聴いて、完全に没入型のアート体験を実現しました。そして、サイエンスフィクションの夢が実現するにつれ、映画のファンは、未来的なグラフィックとサウンドを備えた「スターウォーズ」ホロチェスを携帯電話で再生できるようになりました[出典：Dickinson、Matney ]。

医療専門家はすぐにスマートフォン対応のARに依存する可能性があります。Tissue Analyticsという会社は、医師や看護師が電話を使用して特定の種類の傷をすばやく特定し、より迅速な診断とより効率的なケアを実現するのに役立つアプリを磨いています[出典：Comstock ]。

単にAugmentと呼ばれるアプリは、ほぼすべての新製品を実際の環境に投影します。それが新しいリクライニングチェアであろうとランプであろうと、潜在的な購入者は購入する前に自分の家で製品を「見て」、すべての情報とレビューを読むことができます。AR Compass Map 3Dは、ステロイドのマッピングアプリのようなものです。コンパスと地図のオーバーレイをカメラと組み合わせて、行きたい場所を案内する完全に没入型の3D地図を作成します[出典：NewGenApps ]。

同様に、Total Immersionという会社は、ビジネスや娯楽のためにさまざまなアプリケーションを作成しています。オンラインで購入する前に、これらの新しいメガネフレームがあなたの顔に腰掛けてどのように見えるか知りたいですか？アプリを使用してこれらのフレームを仮想の顔にスライドさせると、角のあるリムが実際には自分のスタイルではないことがすぐにわかります[出典：TotalImmersion ]。

次に、前述のポケモンゴーのようなアプリがあります。これは、2016年にめちゃくちゃ人気があり、プレーヤーが公共の場に散らばっているスマートフォンやタブレットの仮想生物を狩ることができるゲームです。

軍隊はゲーム技術の初期の採用者の一部であり、戦争のために兵士を現実的に、しかし安全な環境で訓練する可能性を見ていた。そして、軍隊はARでも同じことをする可能性があります。

兵士たちは、ヘルメットに取り付けられたディスプレイ、スマートグラスなどで強調された、これまで以上に没入型の戦場環境に飛び込みます。2018年には14億ドルの価値があるかもしれない市場です[出典：VisionGain ]。

カナダの企業であるArcaneTechnologiesは、拡張現実デバイスを米軍に販売しました。同社は、あなたの世界に情報を重ね合わせるヘッドマウントディスプレイ（バーチャルリアリティをもたらすはずのデバイスの一種）を製造しています。アフガニスタンの兵士の分隊が野党の隠れ家で偵察を行っていると考えてください。AR対応のヘッドマウントディスプレイは、青写真や衛星からの眺め、または耳にしたドローンを兵士の視野に直接オーバーレイすることができます。

そして、奇妙なフィクションが現実のものになりつつある中で、これらの軍事用途の多くが可能になりつつあります。これは、ファーストパーソンシューティングゲーム業界によって可能になった驚くほど高度な物理計算とプログラミングのおかげです[出典：ニコルズ]。

拡張現実の現在および急成長している多くの用途のいくつかを確立したので、テクノロジーの限界と将来がどうなるかを見てみましょう。

スマートフォン駆動のARアプリの例を続けていくことができますが、これらのプログラムはかなり早く現れたり消えたりします。メーカーはARの成功を確信しているため、AR体験を強調することを目的としたデバイスを実際に構築していることを指摘するのはおそらくもっと注目に値します。たとえば、ASUSは、AR固有の市場で早期に普及することを期待してZenfone ARを製造しました[出典：ASUS ]。

AppleとGoogleの2人の強力な技術リーダーは、AR固有のソフトウェアの要求を処理するために、モバイルデバイスを微調整し続けています。 iPhone、iPad、およびAndroid駆動のスマートフォンの銀河系全体でこれまでになく高速なプロセッサを搭載したこれらのポケットサイズのコンピュータは、ARを備えたものを含め、あらゆる種類のデータ集約型アプリを実行するのに十分強力です。より高速な5G データネットワークの必然的な展開と組み合わせることで、これらのデバイスは驚異的な量のデータを送受信できるようになり、ARがこれまでになく高速かつ優れたものになり、オフィスビルやオフィスビルのどこにいても機能します。国道を転がる[出典：Tardiloli ]。

ソーシャルメディアネットワークが今後のARトレンドを利用しようとすることは間違いありません。 Facebookには独自のARStudioがあり、開発者がFacebookのフレームワーク内で動作することを目的としたARアプリを作成するのに役立ちます。また、ARメガネにも取り組んでいます。その間、GoogleはTango ARプラットフォームを売り込んでいます。このプラットフォームは、カメラ対応のさまざまなARツールであるGoogleレンズを介して視覚検索機能を備えています。 Appleも競争の真っ只中にあり、ARKitは、iPhoneやその他のiOS駆動デバイス用のARアプリの作成に飛び込むために必要なコードをプログラマーに提供します[出典：Kahney ]。

有名なGoogleGlassプロジェクトの開始-停止-開始の歴史は、最近のARの性質を要約するのにふさわしい方法かもしれません。2013年、GoogleはAR対応のGoogle Glassを発表しました。これは、基本的に、着用者の周りの世界のARタイプのヘッドアップディスプレイを提供します。しかし、会社がビジネス目的でメガネを復活させたため、プロジェクトは勢いを失い、2015年に行き詰まり、2017年に新しい希望を見つけるだけでした。そして2018年、BrainPowerという会社が自閉症の人々を支援するプログラムの一環としてGoogleGlassの販売を開始し、社会的スキルを向上させ、ゆっくりとしかし確実に周囲の世界と積極的に交流することを学んだことに対して報酬を与えました[出典：クロンク]。

拡張現実には、まだ克服すべきいくつかの課題があります。たとえば、人々はスマートフォンに頼りたくないかもしれません。スマートフォンは、情報を重ね合わせるための小さな画面を持っていることがよくあります。そのため、拡張現実対応のコンタクトレンズやメガネなどのウェアラブルデバイスは、ユーザーに周囲の世界のより便利で広大なビューを提供します。スクリーンのスペースはもはや問題ではありません。近い将来、コンピューターでリアルタイムストラテジーゲームをプレイできるようになるかもしれません。あるいは、友達を招待してARメガネをかけ、目の前の卓上でプレイすることもできます。

情報が多すぎるということもあります。スマートフォンやインターネット中毒が懸念されるのと同じように、拡張現実への過度の依存は、人々が目の前にあるものを見逃していることを意味する可能性があります。一部の人々は、経験豊富なツアーガイドよりもAR iPhoneアプリケーションを使用することを好むかもしれませんが、ツアーガイドは、コンピュータープログラムでは利用できないレベルの対話、体験、および個人的なタッチを提供できる場合があります。また、特定の技術を持っている人だけがアクセスできる仮想のプラークよりも、建物の実際のプラークの方が望ましい場合があります。

プライバシーの懸念もあります。 ARと組み合わせた画像認識ソフトウェアにより、間もなく、見知らぬ人でさえも携帯電話を向けることができ、Facebook、Twitter、Amazon、LinkedIn、またはその他のオンラインプロファイルからの情報を即座に見ることができます。これらのサービスのほとんどで、人々は喜んで自分自身に関する情報をオンラインで公開しますが、誰かに会うのは歓迎されないショックかもしれません。

これらの懸念にもかかわらず、可能性を想像してみてください。AR対応の電話を近くの公園や建物に向けるだけで、何年も住んでいた街について学ぶことができます。建設作業をしている場合は、仮想マーカーを使用して梁を配置する場所や検査する構造サポートを指定することで、材料を節約できます。恐竜の骨格を組み立てるために交代で働いている古生物学者は、骨自体にチームメンバーに仮想の「メモ」を残すことができ、アーティストは仮想の落書きを作成し、医師は患者のX線のデジタル画像をマネキンにオーバーレイしてリアリズムを高めることができます。

そして、AR対応アプリケーションの組み合わせが引き続き見られます。たとえば、企業は間違いなく、子供たちに基本的なブラッシングスキルを教えることを目的としたDixieCupsのAR歯磨きゲームのような基本的なツールを解き放ち続けるでしょう。そして同じように、製造業者、研究施設などは、高齢化する大衆に直面して人々をますます生産的にするための新しい方法を見つけるでしょう。これらのツールはすべて、この未知の技術パスに沿ってARの受け入れと機能を少しだけ微調整するのに役立ちます[出典：Odell、Abraham、Annunziata ]。

今後数年間で、ソフトウェア、ハードウェア、および多数の新しいアプリケーションの両方の観点から、ARの概念の進化が飛躍的に進むでしょう。拡張現実の未来はとても明るいので、シェードとARメガネも必要になると言うかもしれません。

初版：2001年2月19日

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