[論文レビュー] A brief chronology of Virtual Reality

Aryabrata Basu|arXiv (Cornell University)|Nov 21, 2019

Virtual Reality Applications and Impacts参考文献 17被引用数 10

ひとこと要約

本論文は、仮想現実（VR）の包括的な歴史的年表を提示し、初期の機械的シミュレータから現代の没入型システムに至るまでの進化をたどる。主な技術的側面、サザランドの「究極のディスプレイ」のような基盤的コンセプト、スマートフォンベースのプラットフォームによる普遍的VRの登場を概説し、一般向けで低コストかつ広範に展開可能なVR体験へと向かう移行の背景にある、一般部品ハードウェアとオープンソースイノベーションの影響を強調する。

ABSTRACT

In this article, we are going to review a brief history of the field of Virtual Reality (VR), VR systems, and applications and discuss how they evolved. After that, we will familiarize ourselves with the essential components of VR experiences and common VR terminology. Finally, we discuss the evolution of ubiquitous VR as a subfield of VR and its current trends.

研究の動機と目的

• 仮想現実の概念的起源から現代の実装に至るまでの歴史的発展を記録すること。
• VRシステムおよび応用分野の進化を形作ってきた、重要な技術的側面を特定・分析すること。
• 高価で専用のVRシステムから、一般向けで部品化された、普遍的なVRプラットフォームへの移行を検討すること。
• アイアン・サザランド、モートン・ヘイリグ、および初期の大学研究施設といった、VR技術の発展に貢献した主要な人物および機関の役割を理解すること。
• モバイル機器および低コストハードウェアソリューションによる民主化を強調する、普遍的VRの現在のトレンドを調査すること。

提案手法

• 1916年から2015年までのVR発展の詳細なタイムラインの収集と分析。主に一次資料および学術文献に基づく。
• 基盤的VRシステムの検証、例えばサザランドの超音波トラッキングを備えたヘッドマウントディスプレイ（HMD）や、ヘイリグのマルチセンサリー・シミュレータ・センソラマ。
• スケッチパッド（1963年）やDACシステム（1964年）といった初期のコンピュータグラフィックスの革新のレビュー。これらはインタラクティブな3次元可視化を可能にした。
• 特許技術や高価なシステム（例：VCASS）から、オキュラス・リフトやスマートフォンベースのVR（例：Fov2Go、UCAVE）といった一般部品ベースのプラットフォームへの移行の分析。
• 現代の普遍的VRシステムにおける設計原則および技術的考慮事項の分析。特にDSCVRおよびMuVRプラットフォームを対象とする。
• UCAVEおよびDSCVRなどのプラットフォームから得られたユーザースタディの結果と使いやすさのインサイトを統合し、実世界におけるVRの関与度とパフォーマンスを評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 初期の機械的および電子的シミュレータは、現代のVRシステムの基盤をどのように築いたか？
• RQ2 プロトタイプのHMDから没入的でインタラクティブなVR体験へと至る過程で、どのような技術的および概念的側面の進歩があったか？
• RQ3 スマートフォンとアプリエコシステムの登場は、VR技術へのアクセスをどのように民主化したか？
• RQ4 DSCVRやMuVRのような現代の普遍的VRプラットフォームは、従来のVRシステムの運用およびコストの障壁をどのように乗り越えたか？
• RQ5 スケーラブルで低コストかつマルチユーザー対応のVR体験を展開するにあたり、重要な設計および使いやすさの課題は何か？

主な発見

• アイアン・サザランドの1968年HMDシステムは、超音波トランスデューサーによるヘッドトラッキングとステレオスコピックディスプレイを備え、最初の真正の没入型VR体験を実現した。
• モートン・ヘイリグのセンソラマ（1960年代）は、3次元画像、バイナリオナルサウンド、風、香りといったマルチセンサリーVRを先駆的に行い、しかしインタラクティブ性に欠けていた。
• 1970年代には、初期のHMDおよびテレプレゼンスシステムが登場した。例えばフィルコのHMD（1961年）やビデープレイス（1976年）で、ユーザーが仮想空間内でリアルタイムに相互作用できるようになった。
• 2010年代には、スマートフォンベースのVRの台頭により、パラダイムシフトが起こった。オキュラス・リフトDK1（2012年）やFov2Go（2012年）が、安価でアンタッチドのVR体験を可能にした。
• DSCVR（2015年）やMuVR（2014年）といったプラットフォームは、一般部品ハードウェアがスケーラブルでマルチユーザー対応のVRセットアップを可能にし、コストと導入の障壁を低減したことを示した。
• UCAVEおよび類似プラットフォームにおけるユーザースタディの結果から、没入型VRは教育、フィットネス、ナビゲーション分野の応用を効果的に支援できることが判明したが、使いやすさやユーザー反応には顕著な差が見られた。