工学ナビの中の人の研究と周辺拡張現実感プログラミングについての追加のはなし

2007/06/10(日)

拡張現実感プログラミングについての追加のはなし

「「攻殻機動隊」「電脳コイル」の世界を実現！ ARToolKitを使った拡張現実感プログラミング」
について各所で反応があったので，今日は補足記事でも書いてみようと思います．

■ ARとMR

拡張現実感（Augmented Reality:AR）という言葉とならんで複合現実感（Mixed Reality:MR）
という言葉もあります．同じような技術で，実際のところ両者を分ける明確な境界はありません．
AR＝MRとする人もいます．

僕は「ARの中にMRが含まれている」と考えています．
ARという言葉を使うときは，「現実の世界に仮想情報を重畳提示する」という部分が
ミソであって，オブジェクトの3次元位置合わせには特にこだわっていない場合が
あります．これに対して，MRという言葉を使うときは，現実の3次元空間に，仮想の
3次元物体を置くことが主題になっている場合が多いです．MRのほうが3次元寄り
という印象です．

【2008年2月13日追記】---------------------------
ある資料によれば，MR＝AV+ARとされています．
AVというのはAugmented Virtualityのことで，現実世界の情報（例えば実写テクスチャ）
を使って仮想世界を強化し，リアリティを高めることを意味します．
つまり，リアルな仮想世界・仮想物体をコンピュータ上に作って，それを
現実の世界に違和感なく融合しようとするのがMRというわけですね．

そう考えると，ARの中にMRが含まれるとしてもあながち間違いではないですね．
一方で，Synchronized Reality：SRなんて言葉を提唱してる人たちもいるようですが．
学会じゃSRなんて聞いたことないなー．　っていうかみんなまとめてARでいいよ，もう(笑)
【2008年2月13日追記】---------------------------

■ オブジェクトの3次元位置合わせの方法

現実の世界に違和感なく3Dオブジェクトをオーバーレイ表示するためにはかなり高度な
計測技術が必要とされます．

ARToolKitでは，紙に印刷されたマーカを使って3Dオブジェクトの位置あわせを行っています．
この「位置あわせ」の本質は「ユーザの視点の位置・姿勢」の3次元計測です．現実世界に
おけるユーザの視点の位置・姿勢を，3次元仮想空間において同様に与えてやれば，
その位置から見た視点の画像が作れるわけです．

ユーザの視点の位置・姿勢を計測する方法はいろいろあります．

○機械式センサを用いる方法
　・GPS
　・ジャイロセンサ
　・磁気式３次元位置・姿勢センサ
　・超音波センサ
　・RFID

○光学式センサを用いる方法
　・カメラ + 2次元マーカ（ビジュアルマーカ）
　・カメラ + 赤外線マーカ
　・カメラ + 風景の自然特徴量

などなど．
単体ではエリア特定にしか使えないものもありますので実際はこれらを複合して使います．

電脳コイルに出てくる「電脳メガネ」に使われているのは，GPSとカメラ+風景の自然特徴量
あたりですかね．あの時代だと単体で物凄い精度が出せるセンサデバイスが使われてそう
な気もしますが．

あのメガネを今の技術で作ろうとすると100万以上はしておかしくないです．
お年玉換算で……ってあの時代のガキは１年に50万以上もらってるのか！（違
ゲーム機や携帯電話を買ってもらうような感覚でしょうね．おそらく．

■ そのほかの拡張現実感プログラミング・ライブラリ

ARToolKit以外にもライブラリがあります．
dandelionさんからコメントをいただいたのでそのまま掲載．

あと，ARToolKitに似たライブラリとしてARTag（http://www.artag.net/）というのがあるみたいですね．マーカーの認識が頑健で様々な3Dモデルフォーマットに対応というのが個人的にはいいかなと．それと，ARToolKit plus（http://studierstube.icg.tu-graz.ac.at/handheld_ar/artoolkitplus.php）ではIDベースのマーカー認識や，閾値処理の自動化などいろいろ頑張っているのに加えて，Embedded Visual C++ 4.0のプロジェクトファイルが用意されているのがスゴイです．

そういえば，ARToolKitを携帯向けに開発してる人たちもいますね．
こうしたライブラリが充実してくるのは研究者としては嬉しいです．
そろそろ実用化してもいいと思うんですが……ねぇCANONさん？

2007/06/10(日) 18:30 | 技術 | トラックバック(1) | コメント(6) |

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この記事に対するコメント

ちょうどこれ↓を読んでて、思い出したように工学ナビに来て見れば、もうそのソフト作っていたのね。あいかわらずすごいですね。
仮想世界に踏み込む「Augmented Reality」ゲーム
http://www.itmedia.co.jp/news/articles/0706/14/news051.html

次世代携帯ゲーム機ではARができるやつが出るといいなぁ。
ゲーム機本体にカメラ乗っけるだけでできるし、合成した映像をタッチパネルに表示させればいろいろ遊べそう。

【2007/06/15 00:12】 URL | だぅ #mQop/nM. [ 編集]

電脳メガネの価格は
500万を切って，498万9千円！
今回だけの特別サービス．電脳ペットも付いてきます．

と未来のTVショッピングで宣伝されていることだろう．

ところで，ARとかMRじゃないけどこんなソフトを見つけました(かなり古いけど…)
http://www.vector.co.jp/magazine/softnews/040131/n040131com1.html
タブレットPCで使ったら面白いかなと…

カメラ通してPCに表示した画像に絵を描いたら，それが実体化するとかできたら面白そうだ．
実世界に直接ではなく，一度PCを通すところがミソｗ

【2007/06/15 04:37】 URL | hiro #Hj1FNbYI [ 編集]

＞だぅさん
AIの会話に介入したり，会話というインタラクションをコンピュータによって「生成」する研究もいろいろやられてますね．インタラクション2007でそういう研究をいくつか見ました．AR技術との親和性がよさそうなので，「現実世界で妖精さんとおはなしする」なんていう，ちょっとアレなゲームが流行るかも．

＞hiroさん
200万くらいなら購入を考えてもいいですよ．メガビーが出せるのなら！

＞カメラ通してPCに表示した画像に絵を描いたら，それが実体化するとかできたら面白そうだ．
３次元お絵かきソフト（http://rikunabi-next.yahoo.co.jp/tech/docs/ct_s03600.jsp?p=001066）とAR技術の連携でそんな感じのことができそうデスヨ！

【2007/06/15 13:01】 URL | なおき #F54KmX5Y [ 編集]

>3次元お絵かきソフト
PS2のラクガキ王国シリーズを2本まとめて買ったのを思い出しました．
AR技術と組み合わせれば，現実世界でラクガキ王国できるかも！？
クレイジーエンジニアたちの話を見てると，俺も頑張らねば！　って気になりますね．
特に今の状況だと（＾＾；

【2007/06/18 03:10】 URL | hiro #Hj1FNbYI [ 編集]

遅ればせながら！
記事読んで、HitLabNZのムービー見たりした後、ダウンロードして、Webカメラ
購入してキャリブレーションのとこまではやってみました。
（キャリブレーションはうまくいきませんでしたが！）
感想はスゴイ！の一言ですね！Webカメラの動きにCGがついてくるのが
驚きです。（知ってる人には常識なんでしょうが！）
引き続き試してみようと思ってます。

【2007/06/27 10:17】 URL | lopes #- [ 編集]

＞lopesさん
その「スゴイ！」という感想が聞けただけで嬉しいです．記事書いてよかったです．
なんか面白いものが作れたらこっそり教えてくださいね（笑）

VR系の研究者のあいだではよく使われていて，論文とかに四角いマーカが
でてきたら「あぁこいつはARToolKit使ったんだな」とすぐにわかるんですよ．
マーカから3次元位置姿勢計測するアルゴリズムは10年以上まえの技術で，
最近はみんなマーカを見えなくする方法などに工夫をこらして研究してますね．

【2007/06/27 10:38】 URL | なおき #F54KmX5Y [ 編集]

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