バーチャル・リアリティ

バーチャル・リアリティとは、コンピューターによって創り出された仮想的な空間などを現実であるかのように疑似体験できる仕組み。コンピューターによって提供される感覚刺激  を通じて体験される人工的な環境であり、環境内で起こることを人の行動により部分的に決定することができるもの。略語はVR。日本語では「仮想現実」と訳される。

1. 概要
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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、テレプレゼンス、テレイマージョンと呼ばれる。後者は、第5世代移動通信システムとの連携で一層実現しやすくなると期待されている。

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  や複合現実  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 やアーティフィシャル・リアリティ  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。

商用化としては、1990年代初頭の第1次VRブームが、技術的限界から画面表示のポリゴン数や解像度が低く、センサーの精度が低かったため利用者の動きと画面描画のズレが起きて酔いやすく、VR機器の値段も非常に高価で普及に至らず失敗に終わった。その後、2010年代初頭の第2次VRブームが起きてから商用化が進んだ。

2. 歴史
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2.1. SF作品におけるコンセプト段階
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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。

2.2. 技術開発
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1960年代 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であった。これは、コンピュータのGUIが開発され始めたころ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。 1970年代 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。 1980年代 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。 1989年にジャロン・ラニアーが設立したVPL Researchが発表したVR製品のデータ・グローブ ・アイ・フォン・オーディオ・スフィア  の紹介から「バーチャル・リアリティ」という言葉が一般的に使われ始めた。 1990年代 1991年にイリノイ大学のElectronic Visualization LaboratoryのThomas DeFantiらによって、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システムが提案された。CAVE が有名である。 1992年7月21日から7月24日にかけて、NHKはNHK衛星第2テレビジョンで放送した『仮想現実遊戯大全―ゲーム・ワールドへの招待』内で、ゲーム業界関係者のインタビューを交えて、開発が進められているVRを使用したゲームや今後のゲーム業界について紹介した。実際にアーケードゲームのVirtuality 2000やジョイポリスに設置されたVR-1、Sega VRや家庭用ゲームのバーチャルボーイ、PCゲームのVFX1
などが開発されたが、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こともあり、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。 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。 1990年代から2000年代初頭にかけて、ヘッドマウントディスプレイ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、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、装置が大が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。 2000年代 2007年にGoogleがグーグルマップに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ストリートビュー機能を追加した。 アメリカでは軍隊でパラシュートの訓練などにHMDが使われ始めた。 2010年代 2010年にGoogleがグーグルマップに3Dモデルを追加した。 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。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。 2017年には、世界三大映画祭の一つであるヴェネチア国際映画祭で世界に先駆けて『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。 2019年に日本ではNTTメディアサプライが、音楽ライブを高画質・マルチアングル・立体音響で体感できるスマートフォンアプリ「REALIVE360」を開発し、ももいろクローバーZ
をはじめとするアーティストのライブがコンテンツ提供されている。

3. 特性
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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。

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を利用する。

VRゲームの分野では、VR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めどが立っていない。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。

4. 基礎となる技術と応用
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バーチャル・リアリティの技術を構成する要素には、コンピュータ科学、ロボティクス、通信、計測工学と制御工学、芸術や認知科学などが含まれる。また、そのバーチャル・リアリティの応用分野は、科学技術における情報の可視化 、ソフトウェアの構築、セキュリティ、訓練、医療、芸術などと幅広い。たとえば、VRに関するIEEEやACMの国際会議などでは次のようなセッションが準備されている。

情報の取得と提示のシステム
分散処理システム・インテリジェントシステム
人物や物体のトラッキング
ヒトの知覚
インタラクションと共同作業
シミュレータ
拡張現実、複合現実
ナビゲーション
CSCW 
CHI/HCI 

5. VRデバイス
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PC
Oculus Rift/Oculus Touch
HTC Vive
Virtuix Omni
Valve Index。「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、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いる。よって"virtual reality" は「仮想現実」と訳される。

明治時代の日本では「強キ」「能アル」「ハタラキアル」などと訳されたが、物理学の学術用語として「虚」「假」があてられ、虚像/virtual imageなどの言葉も生まれている。少なくとも1928年には『物理学用語新辞典』において「假想」の訳後が存在しており、その後定着したものとみられ、1972年に日本IBMがvirtual storageを「仮想記憶装置」と訳した際には、特に異論は出なかった。

しかし現在使われている「仮想」は原義よりも虚な感じがあり、誤解を与えかねない訳語であるとして別の訳語をあてるべきとの意見が1990年代半ば頃からある。東京大学大学院教授の舘暲は、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、立心偏に實と書き、「ジツ」または「ばーちゃる」と読む。

その他の言語では、virtual realityに対し、簡体字では虚拟现实、繁体字では虛擬實境をあてている。

6. 他
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バーチャル・リアリティに関する感想ASCII社の高橋幸治は2016年に「よくよく考えてみると、これまでのテクノロジーとメディアの歴史というのは、人間が <> ではない場所の情報や <> ではない時代の情報を、なんとかして時空を超えて現前させようとする、まさに仮想現実を追い求めてきた結果。VR元年は実は人間の歴史とともに始まったと言えるような気もする。 」と感想を述べた。

7. 脚注
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7.1. 注釈
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7.2. 出典
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8. 参考文献
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廣瀬・小木・石綿・山田、「多面型全天周ディスプレイ  の開発とその評価」、電子情報通信学会論文誌、D-II Vol.J 81-D-II, No.5, pp.888-896，1998
[1]
[2]
平社洋人, 名雲武文, 長谷川伸『視覚の奥行き空間周波数特性の測定に関する研究 : 優位眼による奥行きLSFの非対称性』, 一般社団法人 映像情報メディア学会 テレビジョン学会技術報告, 1995年, 19 , 13-18

9. 関連項目
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拡張現実 
複合現実 
WebVR
日本バーチャルリアリティ学会 
ヘッドマウントディスプレイ 
バーチャル・リアリティヘッドセット
バーチャルリアリティ･ローラーコースター
きゃりーぱみゅぱみゅ XRライド
エヴァンゲリオン XRライド
ファイナルファンタジー XRライド
ルパン三世カーチェイス XRライド
進撃の巨人 XRライド
エレクトロニック・スポーツ
せきぐちあいみ[3]
アダルトVR

10. 外部リンク
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