Future of AR:ARの将来


ARは現実の拡張性が特徴です。今ある現実のそばにもう一つの仮想現実を表します。町中にAR化された看板が立ちます。ちょっと目には変哲のない看板ですが、高性能(移動体遠隔瞬時スキャン、ポップアップ、ストアー)ARめがねにより、スマートホンに動画、画像が提供されます。町中いたるところに拡張現実が隠されている世の中になります。

AR advantage is an augmented reality. It's serving you one more world around your real world. In a town, there will be a huge number of AR advertising sign with no identification as AR, but those signs present you many contents through by AR glass with high performance features as scanning remote moving objects, showing popup images and storing them automatically. Around a town, there will be one more world behind a real world.


2017年に英国エコノミスト誌が出版した「2050年の技術」によると、ARを眼球に組み込む、と予測されています。少なくとも、スマートホンと連動した高機能AR眼鏡はもっと早く実現するでしょう。世の中に、町中に静かにARが普及すると思われます。

なんの変哲もないガレージのシャッター、しかし、その裏には憧れの車が隠れていたㇼ、お店の窓を見るとおいしそうなケーキのが出たり、バスのラッピング広告を見て、当たりキャラクターが出れば割引券が手に入る、標識をスキャンすると災害避難場所が出る、など意識せずに目に入ります。これは新しい無意識の顧客を開拓することを可能にします。

MEGATECH:Technology in 2050 by The Economist published in 2017, predicts AR to be built in an eyeball. At least, the glass which has an advanced AR technology will be realized in a near future. AR will become widespread calmly in a town. An ordinary garage shutter, however behind it, there is the Car you want to have. Lovely shop windows and there are many sweets.  Scanning an advertisement on a rapping bus, if you can hit a character, you will get a bargain ticket, and scanning Sign Board, you can get Information of Evacuation Place. Those activities will be thrown automatically into your eyes. It will create new potential customers under " Unconscious Creation."


AR Glass Applications (image)


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How to get AR Icon.


AR Glass Technology


AR Glassは光学シースルー型が必須です。実風景の中にあるAR化された看板を見て、スキャンし、それを眼前に映し出すため実風景が見え。かつその中のAR対象看板に画像、または動画が映写されなければなりません。この点で光学シースルー技術はVR眼鏡よりはるかに技術的困難度が高いのです。現在、イスラエルのLumus社やアメリカのMicrosoft社が挑戦しています。

具体的に、AR眼鏡には3つの克服しなければならない課題が残されています。(Panora.Tokyoあるしおね氏の論文より引用)

・小型化、薄型化、広角化

・輻輳調節矛盾の解決

・不透明描写、光の引き算の解決


小型化、薄型化、広角化するため導光光学素子(Lighting Optical Element)方式や、射出瞳拡張光学系(Exit-Pupil Expander)方式が研究されています。

Lighting Optical Element方式

出典:Quote: Lumus

出典:Quote: Panora.Tokyo


Exit-Pupil Expander方式

出典:Quote: Microsoft

出典:Quote: Panora.Tokyo



輻輳調節矛盾の解決とは何でしょうか?

実風景は距離によって焦点が違います。目が調節する距離:Accommodation distance といいます。一方でARが表示する画像や動画は決まった焦点距離で表示されます。輻輳距離:Vergence distance といいます。

出典:Quote: Panora.Tokyo

この光学的スルーをして見える背景の焦点(accommodation distance)と、仮想的に見える拡張現実のAR看板の焦点(Vergence distance)が違い、このことを輻輳調節矛盾といいます。これを一致させようとする研究が続いています。

この方式には4通りあります。

・可変焦点方式:Vergence distanceを3段階に分けてピントを可変式にする。課題:薄型が困難。

・Light Field方式:実風景と同じく光線群密度を捉えて表示する。課題:光線密度が十分に取れない。AR画像側のグラフィック処理に大幅な変更が必要。

・ホログラム方式:ホログラムで動画を出す。課題:Light Field方式よりもさらに困難。(詳細割愛)

・マクスウェル視方式(網膜照射・走査方式)表示されるAR像にピント面が存在しない。常にくっきりと表示。本来視覚補助医療用。課題:光の集中点から目をそらすと像消滅。

現在(2017年)5年後をめどに可変焦点方式が有望です。

ただ、ARのためにこの課題がそれほど重要かというと疑問が残ります。(解決されなくてもそれほど困らない)


不透明描写、光の引き算の解決とは何でしょうか?

今、AR画像の影を実風景に落とすことができません。実風景の上を部分的に暗くすることができないのです。画像を見てもらうと、実風景のグラスや光の影は現れていますが、AR画像の蜂の影は表現されていません(出典:Source: Snapchat。)また、投影されるAR画像は常に明るく現実感が不足します。これは光の引き算ができないことが原因です。この処理は2通り研究されています。

・焦点画マスク方式:画像の焦点面の液晶に乗った実風景の光の引き算をして影を付ける。課題:小型化、焦点の固定化排除。

・Light Field Mask方式:目に入る実光線群の光線単位に陰の光線を生成する。課題:十分な光線密度が得られない。

非常に技術的ハードルが高い。

ただ、ARのためにこの課題もそれほど重要かというと疑問が残ります。(解決されなくてもそれほど困らない)


まとめ:3つの課題がありますが、AR Glassに取って、「小型化、薄型、広角化」は必須ですが【さらに低価格化)、他の「輻輳調節の矛盾解決、」や「不透明描写、光の引き算、」はさほど解決が必要とも思われません。したがって、1~2年のうちにはAR Glassは実用化されるのではないかと思われます

現実社会に加えてAR技術でもう一つの仮想社会を構築し、そこに新たな広告、宣伝、情報提供のための情報インフラが構築できるか否かは現在のスマートフォンと連携したAR Glassの普及とコンテンツの楽しさにかかっています。

Watson Courtier

技術論引用出典:Panora.Tokyo/211581/あるしうおね氏論文を参照。今後の予測はWatson Courtierが作成。Aug.18 2017.

 

 


広い視野角を持つ網膜投影の眼鏡型Head Mount Display発表(Nov.15 2017) 

2017年11月15日-17日にかけて開催された国際放送機器展「Inter BEE 2017」でピクシーダストテクノロジーズ社広視野角の網膜透過型のHMD(Head Mount Display)を発表しました。網膜投影は光景を水晶体を通過させて直に網膜に焼き付ける技術です。目の前面に眼鏡型のHMD(Head Mount Display)を置きディスプレイに光景を表示します。これを透過型にすることによって目の前の実風景を見ながら、情報を表示することが可能になります。

これは、視力が低い人でもきれいに光景が見えるようになったり、DisplayにARを仕込めば目の前の光景に拡張現実の世界を表すことが可能になります。ARが仕込まれた看板やロゴを見れば情報が現れます。行き先案内や、お店のメニュー、込み具合など看板を見ればすぐに現れるなどの応用が可能です。

ピクシーダストテクノロジーズ社は筑波大学・学長補佐・助教授・落合陽一博士が代表取締役です。

理論的には、写真のような3Dモックイメージぐらいのサイズまで小型化が可能とのことです。


ARによってサッカーが机の上に