AR Vs VR：Augmented Vs Virtual Realityの違い。

拡張現実（Augmented Reality）と仮想現実（Virtual Reality）の定義
ARとVRの比較

このAR vs VRチュートリアルでは、拡張現実と仮想現実の違いと共通点を、利点と課題とともに説明します：

拡張現実と仮想現実は、いくつかの共通点を持ちながら、ある意味では異なるため、混乱する用語です。スマートフォン、PC、タブレット、VRヘッドセットでVRやAR体験をプレイすることに興味がある人にとって、ゲームや映画などの3Dコンテンツは、VRやARで探索するのに十分です。

マーケティング、教育、トレーニング、遠隔支援、エクササイズ、患者の遠隔診断、ゲーム、エンターテインメントなど、さまざまな分野でARとVR、あるいはその両方を採用する企業や開発者が増えています。しかし、どちらを追求すべきか迷っている人もいるでしょう。このチュートリアルでは、両者を並べて比較し、選択の参考にします。

このチュートリアルでは、ARとVRの違いは何か、また両者の共通点は何かという問いに答えるために、ARとVRの利点と課題を検討し、さらに開発者や企業としてのシナリオにおいてどちらが優れているかという問いに対する答えを提供するために、拡張します。

拡張現実（Augmented Reality）と仮想現実（Virtual Reality）の定義

バーチャルリアリティとは、バーチャルリアリティヘッドセットなどのデバイス上でデジタル3Dコンテンツを体験することで、現実世界を再現した実物大のデジタル3Dコンテンツに没入することを目的としています。没入とは、あたかも自分が見ているデジタル環境の一部になったような感覚を持つことです。

また、デジタルコンテンツやバーチャルな3D実物大オブジェクトを、現実世界と同じように操作することも意味します。

理想は、コンピュータが作り出した架空の仮想世界を閲覧し、ナビゲートすることです。まるで、そこでやるべきことを、自然にやっているように見えることでしょう。

一方、拡張現実とは、現実世界を拡張して表現するもので、ユーザーが見ている現実の環境や風景の上に、3D仮想映像を重ねて現実世界を拡張する。ユーザーは、目の前にある仮想映像やホログラムが、現実世界の環境の一部であることを認識する。

また、ユーザーは現実世界と同じように、ホログラムと対話することができます。

下の例は、スマートフォンにARポケモンを表示したものです：

複合現実とは、コンピュータが生成した3Dの仮想世界やオブジェクトが、ユーザーが楽しむ最終的なシーンで現実世界のオブジェクトと相互作用する現実のことです。

拡張現実とは、さまざまなテクノロジーがユーザーの感覚を拡張していく現実の形を指す。これは、 ベスト・オーグメンテッド・リアリティ・カンパニー

ARとVRの比較

相違点

オーグメンテッドリアリティ	バーチャルリアリティ
現実世界に3D仮想デジタルコンテンツを重ね合わせ、後者を補強する。	現実世界を3D仮想世界に置き換える。
ARシステムはマーカーやユーザーの位置を検出し、あらかじめ用意されたコンテンツをシステムコールして重ね合わせる。	VRMLは、オーディオ、アニメーション、ビデオ、URLのインタラクティブなシーケンスを作成します。
検出されたマーカーやユーザーの位置にARコンテンツを重ね合わせる。	3Dコンテンツを提示するためのマーカーやユーザーの位置検出が不要になります。
より高い帯域幅で高品質な体験を提供 - 100mbps以上のストリーミングが可能です。	より低い帯域幅の要件 - ストリーミングには最低25mbpsが必要です。
ユーザーの環境を把握する必要があるアプリに最適です。	アプリで完全な没入感を得たいときに最適です。

類似性

オーグメンテッドリアリティ	バーチャルリアリティ
3Dコンテンツが必要	3Dコンテンツが必要です。
ARヘッドセット必須、場合によっては必須ではない	VRヘッドセット必須ですが、場合によっては必須ではありません。
拡大された実物大の物体	拡大された実物大の物体
スマートフォン、ARヘッドセット、PC、タブレット、iPad、レンズ、コントローラー、アクセサリー、中古品	スマートフォン、VRヘッドセット、PC、タブレット、iPad、レンズ、コントローラー、アクセサリー、中古品
先進的なARヘッドセットでの手、目、指、体のトラッキング、概念のトラッキング	先進的なVRヘッドセットでのハンド、アイ、フィンガー、ボディトラッキング、モーショントラッキング。
ユーザーへの没入感を提供する。	ユーザーへの没入感を提供する。
スキルセット：3Dモデリングまたはスキャン、3Dゲームエンジン、360度写真、ビデオ、いくつかの数学と幾何学、プログラミング言語、C++またはC#、ソフトウェア開発キット、など。	スキルセット：3Dモデリングまたはスキャン、3Dゲームエンジン、360度写真、ビデオ、いくつかの数学と幾何学、プログラミング言語、C++またはC#、ソフトウェア開発キット、など。

VRの応用とARの応用

VRアプリはCGで作られた仮想・想像の世界に浸ることができますが、Augmented Realityアプリは位置情報を利用して、その場所で面白いことをすることができます。 AR、

VRのデメリット：

3Dを制作するためのユーザーの現在の制限とそのためのデバイス、そしてこれを再生またはサポートするデバイス、特にリアルタイムで。
完全没入型体験では、現実世界のオブジェクトを完全に再現する必要があるため、コンテンツの制作や編集の維持にコストがかかる。
膨大な量の仮想オブジェクトを開発する必要があるため、膨大なクラウドストレージ容量が必要となる。

ARのメリット：

ARは、ヘッドマウントディスプレイを必要としないため、ユーザーにとっては自由度が高く、マーケターにとっては可能性が広がります。
ARはVRよりも市場ポテンシャルが高く、最近は大手ブランドが導入を開始し、成長速度が速くなっています。
複数のアプリケーションに対応。
ARはデバイスの制約に影響されにくいですが、それでも高解像度でリアルなオブジェクトを作ることが要求されます。

ARのデメリット：

3Dを制作するユーザーの現在の制限とそのためのデバイス、そしてこれを再生またはサポートするデバイス、特にリアルタイムで。
VRより没入感が少ない。
日常的な使用での採用や応用が少ない。

市場への浸透という点では、AR対VRは興味深い関心事です。どちらも応用段階が早く、大きな可能性を秘めています。 ARとVRの多くはゲームやエンターテインメントでよく知られていますが、他の産業での採用も見られます。

VRとARの違い

#1）現実を置き換えるのか、現実の環境にリアリティを加えるのか。

下の画像は、ダルムシュタットにある欧州宇宙機関の研究者が、将来、宇宙飛行士が月面居住施設内で消火訓練を行う際に、バーチャルリアリティを利用する方法をデモしています。

ARとVRの重要な違いは、VRが完全没入までの現実をすべて置き換えようとするのに対し、ARはユーザーがすでに見ているものの上にデジタル情報を投影することで仮想を追加する傾向があることです。

VRでは、現実世界と完全に遮断されない部分的な没入は可能ですが、人間の感覚や行動をすべてシミュレートすることは不可能なため、本当の完全没入は困難です。

VRは完全没入型であるため、現実世界からユーザーを遮断し、例えば視界や視野を遮断してVRコンテンツを表示する必要があります。しかし、五感を超える感覚があるため、それは没入感の始まりにすぎません。しかし、VRシステムにはルームトラッキングやユーザーの位置・動作トラッキングがあり、それによってユーザーは次のことができるようになる場合があります。は、与えられた空間の中を歩き回り、歩くことができます。

#その2）予想される収益シェアは異なる：VRとARの成長率

ARが300億ドルであるのに対し、VRは今年1,500億ドル。 ARとVRの違いは何かという問いには答えられないかもしれませんが、両者の成長ペースが異なることを物語っています。

#その3）両者の働き方の違い

VRML（Virtual Reality Modeling Language）体験は、音声、アニメーション、ビデオ、URLのインタラクティブなシーケンスを作成し、アプリ、クライアント、Webブラウザから取得することで仮想環境をシミュレートすることができます。

ARでは、ARプラットフォームがマーカー（通常はバーコード）やユーザーの位置を検出することで、ARアニメーションが起動します。そして、ARソフトウェアがマーカーや検出したユーザーの位置に合わせてアニメーションを配信します。

#4）帯域要件：ARはより多くの帯域を必要とします。

市場調査によると、VR 360度動画のストリーミングには、現在のHD動画サービスの100倍にあたる400Mbps以上が必要です。 4K解像度品質であれば、VRヘッドセットで約500Mbps以上が必要です。 360度VRの低解像度では、少なくとも25Mbps以上のストリーミングが必要です。

ARアプリケーションでは、最低100Mbps、1ms以下の遅延が必要です。 ARでは低解像度の360度動画で最低25Mbpsが必要ですが、より高品質のモバイル360度では、360度カメラレベルのダイナミックレンジと解像度には及びません。モバイルディスプレイ技術の進歩によりビットレートは上昇します。 VRではHDテレビレベルの解像度では80-100Mbpsが必要となります。

VRでは、網膜品質の360度動画体験に600Mbpsが必要です。 ARでは、完全に没入できる網膜品質の360度をモバイル体験でストリーミングするには、毎秒数百から数ギガバイトが必要です。

下の画像は、NetflixとiPlayerの推奨帯域幅を示したものです。通常のビデオの再生には、もっと低い帯域幅が必要です。

#5）スマートフォンでの活用はARでより顕著に

ARは、携帯電話など2Dや3Dの環境で手軽に利用することができ、スマートフォンで現実空間にデジタルアイテムを重ねて表示する。 VRでは、ヘッドセットなしでスマートフォンで3Dコンテンツを閲覧する方法は2Dしかなく、没入感を味わえない。したがって、VRヘッドセットでの探索がベストである。

VRの利用は、携帯電話やタブレットではあまり顕著ではなく、PCで顕著です。

#その6）アプリを開発するためのプラットフォームの違い

ARやVRは、スマートフォンやPCなどのデバイスやプラットフォームを対象としたアプリケーションが一般的です。しかし、ARアプリの開発とVRアプリの開発は同じではありません。 3Dコンテンツを開発する必要がある場合は、プラットフォームは似ています。体験はアプリ自体とは異なる場合があります。

そうでなければ、同じプラットフォームでARとVRを開発する必要があったとしても、ARアプリとVRアプリで異なるソフトウェア開発キットが必要になります。 AR SDKでは、アプリがリアルタイムにユーザーの環境を検知してキャプチャする機能を提供できるからです。この検知後、そのキャプチャした環境にあらかじめロードされている3Dコンテンツをオーバーレイするのです。

最後の部分は、最終的なビューを生成し、ユーザーがナビゲートし、ミックスドリアリティであればそれらと対話することを可能にすることです。

VR SDKは、アプリがあらかじめロードされたシーンやクラウドに保存されたシーンをストリームし、ユーザーがコントローラなどでナビゲートできるようにするものです。ナビゲーションや環境の制御は、センサー、ハプティクス、カメラなどで実現されるユーザーと環境のトラッキングによって行います。

ARについては、アプリを開発するためのプラットフォームとして、Vuforia、ARKit、ARCore、Wikitude、ARToolKit、Spark AR Studioがあります。また、Amazon Sumerian、HoloLens Sphere、Smart Reality、DAQRI Worksense、ZapWorksがあります。その他、Blippbuilder、Spark AR Studio、HP Reveal、Augmentir、Easy ARです。

ARKitやARCoreなど一部を除き、そのほとんどがVR開発とARを組み合わせたものです。 VRアプリ開発キットの中には、VR開発専用のものもあります。

#その7）AR・VRアプリの開発を選択すべき時

以下の要素を参考にしてください：

ARアプリかVRアプリか、どちらを選ぶかはアプリケーションで決まります。
完全な没入感を提供する必要がある場合は、VRが最適です。アプリがユーザーの環境をどのようにでもとらえることができるようにしたい場合は、ARが最適です。
ユーザーが忠実な再現を期待する場合はARが最適ですが、現実の状況を表現する必要がある場合はVRが最適です。
ARアプリはリアルタイムでシーンを撮影する必要があるため、ユーザビリティに難がある。 例えば、こんな感じです、 この場合、デジタルオーバーレイは、暗くてカメラが照明の助けを借りられないため、オーバーレイが完了するとARでは見えなくなることがあります。また、携帯電話がGPSの圏外にある場合、ユーザーのリアルタイムの環境などを捉えることができないことも問題になっています。をリアルタイムで撮影することができます。
VRアプリはARアプリに比べて開発が複雑で、膨大な量の現実世界の表現を生成しなければなりませんし、現実世界のオブジェクトやシミュレートするシーンが変われば、VRでの仮想表現も変更する必要が出てくるかもしれません。
コスト面：拡張現実アプリは、リアルタイムでシーンを捉えてから拡張するため、変化に関係なく現実のシーンを再現したい場合に適しています。また、開発するデジタル要素も限られています。 VRは現実のシーンをすべて3Dで開発するため、開発・維持コストが高くなり、厳しいと言えます。

VRとARの共通点

#1）どちらもイマージョンを提供する

VRもARも3Dコンテンツやホログラムを使い、生成された3D環境の一部であることをユーザーに感じさせる、あるいは感じさせることを目標としています。

この場合、没入感を得るために最も重要な3つの要素、1つは臨場感で、これは拡大鏡などの光の改変を利用して、現実の世界を模した奥行きのある3D実物大の仮想環境を生成することで実現されます。

第二に、VRやARの世界をナビゲートする能力、つまり仮想オブジェクトや環境と対話しコントロールする能力です。例えば、ユーザーはそれらを移動させたり、周りを歩いたりすることができます。第三に、ハプティクスや感覚的知覚を用いて、ユーザーの視覚、味覚、聴覚、臭覚、触覚などを仮想世界でシミュレートすることが挙げられます。

#2）3Dまたはバーチャルコンテンツが両方ある

ARもVRも、ARでは現実の環境を豊かにするために、VRでは現実の環境を置き換えるために、仮想映像が採用されます。

#その3）活用されるガジェットは同じだ

ARとVRは、位置や動きのトラッキング技術、マシンビジョン、カメラ、センサー、ハプティクスデバイス、コントローラー、レンズなどにおいて同じ戦術を採用しています。

カメラやセンサーはトラッキングのために採用されます。センサーやコンピュータービジョンは、ユーザーの環境を感知したり、環境内の他のオブジェクトとの関係で位置を追跡したりします。カメラは画像を撮影するために使用されます。

ARでもVRでも、3Dコンテンツをスクロール、ブラウズ、ナビゲートするためにコントローラーが採用されています。

レンズは、光を回折させて仮想の環境を作り出したり、仮想の物体を実物大に拡大したりして情報を伝達するために使われます。 ARでは、現実の風景に3Dの実物大の仮想画像を重ね合わせるために使われます。

#その4）多様な業界で両者が均等に適用されている

ARの応用例：

ARとVRには共通点が多く、ゲーム、健康、エンターテインメント、教育、社会分野、研修、建築、デザイン、メンテナンスなど、方法は違えど両方使っています。

ジェスチャー、視線、音声認識、モーションコントローラーの力を借りて、ユーザーが仮想オブジェクトと対話することで、仮想オブジェクトもユーザーに反応することができるのです。

VRの応用編です：

カメラなどのイメージングデバイスは、ヘッドセット上でリアルタイムにVRコンテンツを作成するために使用できます。これは、VRをナビゲーションやデモに応用する場合です。しかし、これはリアルタイムに編集することはできません。この場合、ユーザーは、以前に作成または生成したVRコンテンツを探索または閲覧しています。

同時に、ヘッドセットがリアルタイムで位置や動きをトラッキングしているため、ユーザーは部屋や空間を自由に歩き回ることができるのです。

ARコンテンツは、ARデバイスを使用する際に、主にコンピュータビジョンやカメラなどの撮像素子を用いてリアルタイムに生成されます。 3Dマーカーなどの3Dデジタルコンテンツなど、一部のコンテンツはアプリにあらかじめ搭載されている場合があります。これにより、現実世界のシーンに仮想の事前生成コンテンツを重ねる場所を決める際にデバイスが検索・検出することができます。