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バーチャルリアリティは、現時点で技術のホットな新しいものです。 Googleと他の多くの企業は、Google DaydreamやSamsung Gear VRなどのVRテクノロジーの開発に多くの時間（およびお金）を費やしています。しかし、それはどのように機能し、Androidでどのように実装されますか？確認してみましょう。
仮想現実の定義
仮想現実により、ユーザーは仮想世界に没頭することができます。これは、ユーザーの前にあるこのような体験を許可しない通常の画面とは異なります。 VRには、視覚、聴覚、触覚、場合によっては嗅覚を含む5つの感覚のうち4つを含めることができます。このパワーにより、VRは人々を仮想世界に連れて行くのをかなり簡単に行うことができます。現在の唯一の問題は、そのようなハードウェアの可用性と購入可能な価格です。 Googleは、Google CardboardとDaydreamエコシステムでこれに対抗しています。しかし、現状では、高品質のVRは、強力なコンピューターとヘッドセットを手に入れるためにかなりのお金を費やさなければ不可能です。必要な設定でデスクトップVRを実行できるグラフィックカードの価格が下がり、GoogleがDaydreamエコシステムを作ることで、高品質のコンテンツがすぐに利用できるようになるのはそう遠くないでしょう。
百聞は一見に如かず
または、仮想現実はあなたの脳をだまして3Dの世界にいると信じ込ませます。 VRがこれを行う最初の方法は、立体視ディスプレイを使用することです。これは、シーンの2つのわずかに異なる角度を各目に表示し、深度をシミュレートすることで機能します。これは、視差のような深度（遠くのオブジェクトはゆっくりと動いているように見えます）、シェーディング、およびテクニックのような深みをシミュレートする他の方法と一緒に、ほとんど人生のような体験を作り出します。立体表示がどのように見えるかの例は、上記で見つけることができます。
ご覧のとおり、武器の角度は十字線のように各側でわずかに異なりますが、実際にヘッドセットを装着してゲームをプレイすると、すべてが完全に揃います。各ヘッドセットはコンテンツの表示方法がかなり異なるため、立体画面の見方はプラットフォームによって異なります。上の画像は、Unreal Engineを使用してGoogle Cardboard用に作成されたゲームのものです。
ViveとRiftは、現在市場に出回っている2つの最も有名なVRデバイスです。
VRプラットフォームごとに、ヘッドセット自体の仕様も異なります。 HTC ViveとOculus Riftには両方とも90hzディスプレイがあり、Playstation VRには60hzディスプレイがあります。 1秒あたりのフレーム数をモニターのリフレッシュレートと一致させることが経験則なので、ViveとRiftは両方とも90 FPSを維持し、PSVRは60 FPSを維持することをお勧めします。携帯電話は解像度が異なるため、話は異なりますが、少なくとも60 FPSを維持することが目標です。次にこれが何を意味するのかを正確に説明します。
FPSとリフレッシュレートの仕組みをさらに拡張すると、FPSとモニターのリフレッシュレートは、互いに独立した2つの別個の要素になります。 1秒あたりのフレーム数は、GPUが1秒あたりに画像を表示できる速度です。 60 FPSは、GPUが毎秒60枚の画像を出力していることを意味します。モニターのリフレッシュレートは、モニターが1秒あたりの画像を表示できる速度で、ヘルツ（Hz）で測定されます。つまり、ゲームをプレイしていて、FPSが120で、モニターのリフレッシュレートが60 Hzの場合、60 FPSしか表示できません。基本的にフレームの半分が失われますが、これは「ティアリング」が発生する可能性があるため、良いことではありません。
引き裂きとは、ゲーム内のオブジェクトがいくつかの部分に分割され、X軸に沿って2つの異なる場所に表示されて引き裂き効果を与える現象です。これが垂直同期（VSync）の出番です。これにより、フレームレートがモニターのリフレッシュレートに制限されます。この方法では、フレームが失われることはなく、引き裂きも発生しません。これが、最高のVRエクスペリエンスを得るために、フレームレートとリフレッシュレートの同じ数値を達成する必要があるか、病気が発生する理由です。
- HTC Vive –知っておくべきことすべて
- Oculus Rift –知っておくべきことすべて
- Google Daydream –知っておくべきことすべて
Daydreamは、モバイルVRの未来を象徴しています。
また、視野（FOV）やレイテンシーなど、VRエクスペリエンス全体に入る他のコンポーネントもあります。これらは、VRを知覚する方法に大きな役割を果たし、正しく行われないと乗り物酔いを引き起こす可能性があります。見てみましょう。
視野は、いつでも見ることができる可視世界の範囲です。たとえば、人間は約180度の視野角で真っ直ぐ前方を見ており、270度の視野角で動いています。これはVRの重要な機能です。ヘッドセットを装着して仮想世界に連れて行くからです。
人間の目は視覚障害に非常に優れており、そのような現象の例としてトンネル視覚があります。 VRヘッドセットに180度のFOVがあったとしても、違いを伝えることができる場合があります。 ViveとRiftは両方とも110度の視野角、Cardboardは90度、GearVRは96度、Daydreamは120度と噂されています。これは、一般的にVR体験に大きな影響を与え、特定のヘッドセットを作成または破損する可能性があります人々のために、私たちが後でに入る健康上の問題は言うまでもありません。
許容可能なフレームレート、FOV、または待ち時間を満たさない場合、乗り物酔いが発生する可能性があります。
レイテンシもVRを生み出したり壊したりする要因です。20ミリ秒を超えるものは、脳をだまして別の世界にいると思わせるほど速くありません。 CPU、GPU、画面、ケーブルなどを含む、レイテンシーに入る変数の束があります。画面の平均レイテンシは、画面に応じて4〜5ミリ秒程度になります。ピクセルが完全に切り替わるまでにかかる時間はさらに3ミリ秒であり、エンジンにも数分かかる場合があります。変数が3つだけの場合、場合によっては2桁のレイテンシを確認します。待ち時間を短縮するための鍵は、モニターのリフレッシュレートです。式は次のとおりです：1000（ms）/リフレッシュレート（hz）。そのため、60hzモニターの代わりに90hzモニターでレイテンシーの問題を解決できますが、これまで説明したように簡単ではありません。後で、バーチャルリアリティのPCハードウェア要件について説明します。
許容可能なフレームレート、FOV、または待ち時間を満たさない場合、乗り物酔いが発生する可能性があります。これは、実際に「サイバーシックネス」として知られる独自の名前を生み出すのに十分なほど起こります。サイバー酔いの変化を削減するには、これら3つの概念すべてを満たす必要があります。ディスプレイのリフレッシュレートで1秒あたりの正しいフレームがなければ、フレームスキップ、マイクロスタッター、およびラグが発生する可能性があります。ハードウェアの応答時間が遅いことによる移動と相互作用の遅延により、レイテンシーはさらに大きな問題になる可能性があり、方向感覚を完全に失い、混乱する可能性があります。視野は重要ではありますが、他の人が言及したほど多くの問題を引き起こすべきではありませんが、間違いなく経験から離れ、方向感覚を損なう可能性があります。
運動と相互作用
これは間違いなく仮想現実の最も重要な部分の1つです。 3D空間をただ見回すことは1つのことですが、その周りを動き回り、オブジェクトに触れてやり取りできることは、まったく異なる球技です。 Androidでは、携帯電話の加速度計、ジャイロスコープ、磁力計を使用して、ヘッドセットを動かします。加速度計を使用して3次元の動きを検出し、ジャイロスコープを使用して角運動を検出し、続いて地球に対する位置の磁力計を検出します。
これらのセンサーを使用して、携帯電話はVRを使用している間、いつでもどこを見ているかを正確に予測できます。 Google Daydreamの発表により、Android VRユーザーは、別の電話をコントローラーとして使用して、環境内で移動および対話できるようになります。 HTC ViveやOculus RiftなどのデスクトップVRは、異なる目的でWiimoteを連想させるコントローラーを使用します。コンピュータービジョン（ここで説明）を使用すると、VRヘッドセットを使用している部屋にカメラやその他のセンサーをセットアップすることで、VRの精度を大幅に向上させることができます。
前述のように、VRヘッドセットには特別なコントローラーを使用できますが、どのように機能しますか？ HTC Viveを見ると、ボックスには2つの赤外線センサーと2つのコントローラーがあり、ヘッドセットには合計70の異なるセンサーがあります。このすべてがあなたとあなたのコントローラーを追跡し、ゲームをプレイしながら部屋を自由に動き回ることができます。 Viveコントローラーに円形の切り欠きがあることに注意してください。それは追跡目的のためにそこにありそうです。 Oculus Riftは、ほぼ同じテクノロジーを使用して異なるエクスペリエンスを提供します。
Riftは、箱から出してすぐにXbox Oneコントローラーを使用します。しかし、「Touch by Oculus」として知られるViveと同様の機能を提供するオプションのコントローラーセットがあります。これら2つのコントローラーは、Oneコントローラーのボタンを、指を覆う大きな指輪でしか説明できないものに再配置します。 Oculusはこれらの動作を厳密なラップの下で維持していますが、パッケージにはViveに似た2つのセンサーが含まれているため、おそらく同様の方法で動作し、加速度計とジャイロスコープも備えている可能性があります。
音の力
音声なしでは体験は完全ではありません。これは仮想世界であるため、オーディオをできるだけ現実の生活に近づけたいと考えています。これは、3Dオーディオとも呼ばれる空間オーディオによって行われます。これは、さまざまな角度から音をエミュレートする3次元環境での音の仮想配置です。アンリアルエンジンで簡単に表現し、さまざまなスピーカーを環境に配置して、シーンの任意の場所から来るさまざまなサウンドをエミュレートする方法を示しました。このテクノロジーにより、仮想現実はより没入感のある体験になり、全体的にVRの品質が大幅に向上します。
仮想現実に必要なパワー
特にデスクトップ上では、VRはスムーズで一貫したエクスペリエンスを実現するために多くの馬力を必要とします。実際、デスクトップを所有する人々の大部分は、コンピューターの能力が十分ではないため、仮想現実を使用できません。Steamは、スムーズな体験のためにIntel i5 Haswell以降とNvidia GTX 970またはAMD Radeon R9 290を推奨しています。
ハードウェアが直面している主な問題は、ViveおよびRiftの場合、PCは60 FPSで1080pゲームを実行するだけでなく、90 FPSでより高い解像度で実行する必要があることです。ほとんどのハードウェアはそれを行うことができません。
これらの仕様以上の非常に限られた数のコンピューターがあるため、デスクトップでのVRの採用が遅くなる可能性が高いことがわかります。ただし、モバイルの場合、KitKat（4.4）以降を搭載したAndroidスマートフォンには、基本的なVR機能に関する問題はありません。ただし、Daydream機能を使用するには、執筆時点で少なくともNexus 6Pが必要です。
仮想現実とAndroidの未来
Googleは、モバイルでのVRに関して最前線にいます。現在入手可能なGoogle VR SDKとNDKは、非常に強力なVR開発を可能にします。今年後半にリリースされるGoogle Daydreamにより、モバイルVRは可能性がさらに飛躍します。 SamsungはGear VRでも成功を収めています。サードパーティのエンジンもGoogle VRをエンジンに統合しています。アンリアルエンジンは4.12でGoogle VRをサポートするようになり、UnityもGoogle VRとDaydreamに対応しています。
要約
バーチャルリアリティには多くの可能性があり、低価格と企業からの大きな推進力により、VRは大きな成功を収めることができます。 VRの仕組みは、優れたエクスペリエンスを作成するためにすべてが連携して機能するさまざまなテクノロジーの非常にスマートな組み合わせです。立体視の観点から3Dオーディオまで、VRは現在の未来であり、さらに良くなるだけです。 VRが次の大きなものであると思われる場合は、コメントでお知らせください！ VRのすべてについて、常にVR Sourceに注目してください！/
