バーチャル・リアリティ

バーチャル・リアリティ（英: virtual reality）とは、現物・実物（オリジナル）ではないが機能としての本質は同じであるような環境を、ユーザの五感を含む感覚を刺激することにより理工学的に作り出す技術およびその体系。略語としてVRとも。日本語では「人工現実感」あるいは「仮想現実」と訳される（#「仮想現実」という訳語について）。古くは小説や絵画、演劇やテレビなども、程度の差こそあれVRとしての機能を有している。

概要

バーチャル・リアリティは、コンピュータによって作り出された世界である人工環境・サイバースペースを現実として知覚させる技術である。時空を超える環境技術であり、人類の認知を拡張する。
コンピュータグラフィックスなどを利用してユーザに提示するものと、現実の世界を取得し、これをオフラインで記録するか、オンラインでユーザに提示するものとに大別される。後者は、ユーザが遠隔地にいる場合、空間共有が必要となり、テレイグジスタンス (Telexistence) 、テレプレゼンス (Telepresence)、テレイマージョン (Teleimmersion) と呼ばれる。
ユーザーが直接知覚できる現実世界の対象物に対して、コンピュータがさらに情報を付加・提示するような場合には、拡張現実 (Augmented reality) や複合現実 (Mixed reality) と呼ばれる。
現実と区別できないほど進化した状態を表す概念として、シミュレーテッド・リアリティ(Simulated reality) やアーティフィシャル・リアリティ (Artificial reality) があるが、これはSFや文学などの中で用いられる用語である。

SF作品におけるコンセプト段階

スタンリイ・G・ワインボウムによる1935年の短編小説「Pygmalion's Spectacles」にゴーグル型のVRシステムが登場する。これは、視覚、嗅覚、触覚の仮想的な体験をホログラフィに記録してゴーグルに投影するというシステムで、バーチャル・リアリティのコンセプトの先駆けとなった。

技術開発

1962年に、映像技師のen:Morton HeiligがSensoramaというVR体験装置の試作機を開発した。これは視覚、聴覚、嗅覚、触覚を模擬する機械装置（デジタル・コンピュータ式ではない）であった。これは、コンピュータのGUIが開発され始めた頃とほぼ同じ時期のことであった。
1968年に、ユタ大学のアイバン・サザランド によってヘッドマウントディスプレイ（HMD、頭部搭載型ディスプレイ）のThe Sword of Damoclesが開発されたものが最初のウェアラブル型のバーチャル・リアリティ装置であるとされる。
1978年に、MITで初期のハイパーメディアおよびVRシステムであるen:Aspen Movie Mapが開発された。これはユーザが、仮想世界の中でコロラド州アスペンの散策を行うことができるというシステムであった。季節は夏か冬を選ぶことができた。初期のバージョンは実際に撮影された写真を張り合わせた世界であったが、3版目からは3Dコンピュータ・モデルによって仮想世界が再現された。
1982年に、アタリはVRの研究チームを創設したが2年で解散した。
「バーチャル・リアリティ」という言葉は、ジャロン・ラニアーが設立したVPL Researchが、1989年に発表したVR製品のデータ・グローブ (Data Glove)・アイ・フォン(Eye Phone)・オーディオ・スフィア (Audio Sphere) の紹介から一般的に使われ始めた。
ウェアラブル型ではなく部屋の壁の全方位に映像を投影して没入環境を構築するVRシステムは、1991年にイリノイ大学のElectronic Visualization Laboratoryの Thomas DeFanti らによって提案された CAVE （Cave automatic virtual environment、没入型の投影ディスプレイ）が有名である。1997年にはCABINが東京大学インテリジェント・モデリング・ラボラトリーに設置され、2012年まで、15年間にわたり運用された。岐阜県各務原市のVRテクノセンターには6面を大型スクリーンで囲んだCOSMOSが設置された。
かつてヘッドマウントディスプレイ(HMD)は仮想現実の表示デバイスとしては適さないと評価された時期があり、1990年代から2000年代初頭にかけて、この種の投影型表示装置と液晶シャッタグラスを組み合わせて没入型デジタル環境を実現して仮想現実の研究の発展に貢献した時期があったものの、装置が大掛かりで設置するための空間や維持費がかかることもあり、近年では一部を除き、下火になりつつある。
1990年代に一時期、アーケードゲームのVirtuality（1991年）やジョイポリスに設置されたVR-1（1994年）、Sega VR（1994年）や家庭用ゲームのバーチャルボーイ（1995年）、PCゲームのVFX1（1995年）など、主にゲーム機をはじめとして各方面でVR装置の開発が試みられた。しかし、当時は表示画素が粗く、トラッキングの精度が不十分でコンピュータの処理能力が限られていた事もあり、本格的な普及には至らなかった。
1994年には、VRデータ用のファイルフォーマットVRMLが開発された。
2007年には、Googleがグーグルマップにストリートビュー機能を追加した。これは全方位パノラマ撮影されたストリートの風景を体験できる機能である。2010年には3Dモデルも追加された。
アメリカでは2000年代から軍隊でパラシュートの訓練などにHMDが使われ始め、2012年後半に登場したOculus RiftからVRへの投資は加速した。2016年はValve CorporationのSteamVR規格対応の「HTC Vive」、スマートフォンを装着して使う"モバイルVR"であるGear VRに対応した『Minecraft』が発売された（簡易のGoogle Cardboardや一体型のオールインワンVRもある）。さらにPlayStation 4と接続するHMDデバイス「PlayStation VR」の登場もあり、VR元年といわれている。
世界三大映画祭のひとつヴェネチア国際映画祭では、2017年から世界に先駆けて『VR部門』を設立。日本のVR映像作品としてはアニメーション制作会社のプロダクション・アイジーが手がけたVR映像作品『攻殻機動隊 新劇場版 Virtual Reality Diver』が初の正式招待。

特性

現代のバーチャル・リアリティは、3次元の空間性、実時間の相互作用性、自己投射性の三要素を伴う（Presence/Interaction/Autonomy）。
視覚/聴覚/味覚/嗅覚/前庭感覚/体性感覚など、多様なインタフェース（マルチモーダル・インタフェース）を利用する。
VRゲームの分野では酔い対策のガイドラインがある。
現時点で実用化できるのは視覚と聴覚のみであり、操作はコントローラで行うことになる。肉体で操作することもできるが本質的には変わっていない。
フィクション作品のように意識も肉体も完全にその世界に入り込むことは実現の目処が立っていない。また、現実世界よりも体感時間を遅らせる理論も提唱されていない(光速に近い速度で移動すると時間の流れが早くなるが、必要なのはその逆である)

「仮想現実」という訳語について

バーチャル・リアリティは元々シュルレアリスムの詩人アントナン・アルトーが造語した芸術用語であった。現在のような意味では「バーチャル・リアリティの父」と呼ばれるジャロン・ラニアーらが普及させた。
本来、英語の "virtual"は本来「厳密には異なるがほとんど同様の」という意味であり、コンピュータ関連の文脈においては「物理的には存在しないもののそのようにみえる」という意味で用いられ、「バーチャル・リアリティ」はその一例である(他分野であるが電子工学用語の仮想接地という用語の英文は「Virtual ground」と呼ばれている。実際に接地されているわけでは無いが、理屈上接地しているという概念である)。
「バーチャル・リアリティ」は、たとえば、人間が行けない場所でのロボット操作などの応用や、コンピュータ上の作り出す仮想の空間を現実であるかのように知覚させることなどに使用される。現実の光景に様々なデジタル情報を重ね合わせて表示する技術の拡張現実 (Augmented Reality)とは異なる。
他方、「仮想」という言葉は、本来は「仮に想定すること」を意味するが（仮想敵国など）、コンピュータ関連の文脈においては、上記のような意味における"virtual"の訳語として用いられており（仮想記憶 (virtual memory)など）、そのような意味で、"virtual reality"は「仮想現実」と訳されることがある。
バーチャルという概念がわが国および中国に存在しなかったため、それを著す適切な一文字の漢字および二文字の熟語が存在しない一方で、現在使われている「仮想」や「虚」は誤解を与えかねない訳語であることから、東京大学大学院教授(当時)の舘暲は、2005年の日本バーチャル・リアリティ学会第10回大会において、バーチャル・リアリティの訳語として、「現実」という語を提案した。はこのために提案された国字で、立心偏に實（実の正字体）と書き、「ジツ」または「ばーちゃる」と読む。

健康リスク

10歳未満の子供がVRデバイスを利用して斜視になった症例が、過去に一件報告されている。幼少期は目の筋肉や視力が発達途中で、大人よりも悪影響を及ぼしやすいとされる。ちなみに立体細胞は6歳までに形成され、瞳孔間距離については10歳ごろまでに発達するため、VRデバイスの業界標準では対象年齢13歳以上など保守的な設定となりつつある。

VR酔い

VRの映像によってVR酔いを起こし頭痛や吐き気を催す。PlayStation VRでは健康のための注意として映像上の光の表現（光の刺激）によって痙攣や意識障害などの発作がおきることがあるとしており、頭痛、めまい、吐き気など体に不快感を感じたときはすぐに使用を中止して、治らない場合は医師に診察を受けること等を注意をしている。VR酔いはなぜ起こるのか完全な解明はされてはいないが、視覚系と前庭系の間でミスマッチが生じることではないかとされている。 開発側でもこれらの問題が認識されており、不快感を軽減するため視点の移動速度やゲーム内の重力を調整するなどの対策が行われている。

VRへの関心度

2016年はVR元年と言われ、VRがブームになるだろうと期待されていたのだが、VR元年から1年がたち蓋を開けてみるとVRヘッドセットの売り上げが伸び悩んでいる。調査会社のスライブ・アナリティクスがVRヘッドセットの購入を考えていない理由を聞くと「値段が高くコンテンツが少ない」「乗り物酔いになりそう」などの回答があった。なかでも一番多い回答が「単純に興味がない」で53％だった。
中国ではVRスタートアップの9割が倒産したと中国のメディアが報じている。