Apple Vision Proにみるビデオシースルー型HMDと光学式ARグラスの比較・考察

by kotauchisunsun

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Apple Vision Proにみるビデオシースルー型HMDと光学式ARグラスの比較・考察 @kotauchisunsun

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自己紹介　～仕事編～ ● @kotauchisunsun ● Psychic VR Lab 2019年入社 ● PF部 EM・事業責任者 ● STYLYからの挑戦状の執筆 ● 積極採用中 ○ Unityエンジニア ○ サーバーサイドエンジニア ○ 企画/ディレクター ○ グローバルマーケティング XRアーティスト教育都市型XRエンターテインメントプラットフォームサービス

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自己紹介　～個人編～

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Apple Vision Proにみるビデオシースルー型HMDと光学式ARグラスの比較・考察 @kotauchisunsun

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AppleVisionProのデモ画像

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AR(Augmented Reality)とは AR=現実世界の映像に対し、 CGをリアルタイムに合成する表現手法床(平面)に 3Dモデルを表示ビルの外観に合わせて 3Dモデルを表示人間部分を抽出し、 3Dモデルを表示ハードウェアの表示方式 ● ビデオシースルー型 ● 光学式

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Apple Vision Proにみるビデオシースルー型HMDと光学式ARグラスの比較・考察 @kotauchisunsun

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ビデオシースルー型HMD カメラディスプレイカメラカメラによって現実世界の映像を撮影し、その映像をCGと合成し、ディスプレイに表示する方式 ※スマホのARも分類するならビデオシースルー型

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ビデオシースルー型HMDの例 Quest Pro(Meta社) 2022/10/25発売 Pico 4(Pico社) 2022/09/22発売 HTC Vive Flow(HTC社) 2021/11/30発売 Lynx R1(Lynx社) 2022/11/18発売

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光学式ARグラス自然光ハーフミラー or 導光版映像をプロジェクター等で出力し、ハーフミラー等の光学素子を介して自然光とCGを重ねて表示する方式引用：https://www.ventronchip.jp/news/Omdia-There-is-no-perfect-solution-for-AR-optical- system,diffractive-optical-waveguide-is-the-most-p.html https://www.moguravr.com/micro-oled/

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光学式ARグラスの例 HoloLens2(Microsoft社) 2019/11/07発売 XREAL Light(XREAL社) 2019/08/21発売 INMO Air(INMO社) 2022/06/09発売 Spectacles 4(Snap社) 2021/05/21公開

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Apple Vision Proにみるビデオシースルー型HMDと光学式ARグラスの比較・考察 @kotauchisunsun

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AppleVisionProは？

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AppleVisionProのハードウェア 2022年6月5日発表 ● 前面にカメラが搭載 ● ビデオシースルーによる AR ● 空間認識 ● バッテリーが外部接続ビデオシースルー型のHMDと分類できる。

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Apple Vision Proにみるビデオシースルー型HMDと光学式ARグラスの比較・考察 @kotauchisunsun

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個人的な注目ポイント

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重量

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なぜ重量に注目するか？重量 Quest Pro 720.5g HoloLens2 556g XREAL Light 76g 一般的な眼鏡 30g 仮説：　ARグラスが日常利用されるには　眼鏡程度の重さに近づく必要があるのではないか？軽いとされるARグラスでも眼鏡の2倍以上重い。 AppleVisionProはどれくらいの重さ？常用できるのか？

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ビデオシースルーと光学式の比較ビデオシースルーの仕組みカメラディスプレイカメラと表示装置の駆動に電力がかかる。大型の表示装置が必要になる。ディスプレイを常時点灯させがち。＝消費電力が多いハーフミラー or 導光版光学式の仕組み小型の表示装置 =消費電力が少ない光学式の方が消費電力が少ない自然光 ※私見

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ビデオシースルーと光学式の比較ビデオシースルーの仕組みカメラディスプレイ本体重量電池重量長時間稼働したい =電池の重量増加大型の表示装置は重い高消費電力光学式の仕組み自然光表示装置が小型なので軽いハーフミラー or 導光版 ※私見 ● ビデオシースルー式は重い ● 光学式は軽い本体重量

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ビデオシースルー本体重量消費電力重量電池重量光学式稼働時間 + ++ + + + + ● 本体を軽くする光学式を選択する -

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ビデオシースルー式と光学式の重量の違い ● ビデオシースルー式は重い ● 光学式は軽いビデオシースルー光学式

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ビデオシースルー式と光学式の重量の違い ● ビデオシースルー式は重い ● 光学式は軽いビデオシースルー光学式？？

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VIVE Flowはなぜ軽いか？引用：https://jp.ign.com/vive-flow/55741/preview/vrvive-flow ● VIVE Flowの重量は189g(PICO4: 585g) ● スマホやモバイルバッテリーを接続して使う。 ● ゴーグル部分に電池を持たない。 HMDが電池を持たない分離型のため軽い。

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電池は”かなり”重い引用：https://www.moguravr.com/pico-4-detailed-review/ 本体重量：295g 電池重量：291g (ストラップ込み) PICO4の重量の50%程度は電池軽量化のために電池を分離するのは合理的

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ビデオシースルー本体重量消費電力分離型重量一体型電池重量光学式稼働時間 + ++ + + + + + - 電池は分離する ● 本体を軽くする光学式を選択する -

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ビデオシースルー式と光学式の重量の違い ● ビデオシースルー式は重い ● 光学式は軽いビデオシースルー光学式？？

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名称 HoloLens2 XREAL Light INMO Air Spectacles 4 重量 556g 76g 79g 134g 電池一体型分離型一体型一体型 XREAL Lightは何故軽いか？ ● スマホと接続して使うタイプ →ARグラス側に電池を持たないため、軽い。

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名称 HoloLens2 XREAL Light INMO Air Spectacles 4 重量 556g 76g 79g 134g 空間認識〇〇 ✖ 〇電池一体型分離型一体型一体型 INMO Airは何故軽いか？ ● INMO社は中国の会社 ● Googleの認定を受けていない ● ARCoreの空間認識が使えない ● どちらかというとHUD(ヘッドアップディスプレイ )に近い ● 空間認識をする必要がなく、消費電力が抑えられる →電池の重量が少なくてすむため軽い。

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名称 HoloLens2 XREAL Light INMO Air Spectacles 4 重量 556g 76g 79g 134g 空間認識〇〇 ✖ 〇電池一体型分離型一体型一体型稼働時間 3h - 4.5h 0.5h Spectacles 4に死角はないのか？ ● 空間認識を搭載　→　高消費電力 ● 軽さを実現する　→　電池容量を削減 →稼働時間が極端に短くなる ● Spectacles 4は非売品で実験的な側面が強そう。

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名称 HoloLens2 XREAL Light INMO Air Spectacles 4 重量 556g 76g 79g 134g 空間認識〇〇 ✖ 〇電池一体型分離型一体型一体型稼働時間 3h - 4.5h 0.5h ● 電池一体型は基本的に重い (XREAL Lightは分離型なので軽い ) ● 空間認識をしない場合、電池を多く必要としない (INMO Airは空間認識しない) ● 電池一体型で、空間認識をして、電池を軽くする →稼働時間が短くなる。 (Spectacles4) ● 空間認識をして、一体型で、稼働時間を長くしたい場合は、重量が重くなる。 (Hololens2) 各ARグラスの重量と仕様の比較軽いARグラスの軽い理由はそれぞれ全部異なる。

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ビデオシースルー本体重量消費電力分離型空間認識重量一体型電池重量光学式稼働時間 + + ++ + + + + + - 空間認識をしない電池は分離する光学式を選択する ● 本体を軽くする -

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ではビデオシースルーにメリットはないか？

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ビデオシースルーの定性的なメリット引用：https://global.canon/ja/technology/mr2019.html

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各種HMDの解像度とFOV(視野角)の関係光学式は FOVが狭く、解像度が低いビデオ―シースルー型は FOVが広く、解像度が高い

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ビデオシースルー本体重量消費電力分離型空間認識重量一体型電池重量光学式稼働時間 + + ++ + + + + + - 空間認識をしない電池は分離する光学式を選択する解像度・FOV ++ + ビデオシースルーを選択する ● 本体を軽くする ● 体験を良くする -

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AppleVisionの戦略(予測) ● 映像が綺麗で解像度を高く・視野角を広くとりたい ○ ビデオシースルーで本体重量が増えた ○ ビデオシースルーで電池重量が増えた ● 空間認識したい ○ 消費電力が多くなり電池重量が増えた ● 本体を軽くしたい ○ 電池を分離型にした ● 技術構成の選択肢 ○ 一体型にして、空間認識をしない。 ○ 一体型にして、電池重量を少なくしたために、稼働時間が短くなる。 ○ …. 分離型でも、ビデオシースルーで空間認識をする方が体験が良い。とAppleが判断した。

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ビデオシースルー本体重量消費電力分離型空間認識重量一体型電池重量光学式稼働時間 + + ++ + + + + + - 空間認識をしない電池は分離する光学式を選択する解像度・FOV ++ + ビデオシースルーを選択する ● 本体を軽くする ● 体験を良くする AppleVisionの戦略(予測) 映像が綺麗で解像度を高く・視野角を広くとりたい →ビデオシースルーで本体重量が増えた →ビデオシースルーで電池重量が増えた空間認識したい →消費電力が多くなり電池重量が増えた本体を軽くしたい →電池を分離型にした -

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AppleVisionProと似た構成のHMD Apple Vision Pro VIVE Flow VIVE XR Elite 表示系ビデオシースルービデオシースルービデオシースルー重量 ? 189g 625g (273g:電池なし) FOV ? 100° 110° 解像度 ? 1600x1600 1920x1920 空間認識〇〇〇電池分離型分離型一体型/分離型稼働時間 2h - 2h

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AppleVisionProの重量の予想 273g(電池なし) https://www.moguravr.com/meta-quest-2-display-details/ 24.3g(ディスプレイ単体) Quest2のディスプレイの仕様 AppleVisionProは約300g? 顔を表示するための外部ディスプレイ

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まとめ ● ARとは、現実世界の映像に対し、CGをリアルタイムに合成する表現手法 ● AR表現を行えるデバイスにはビデオシースルーと光学式がある ● 現在のデバイスの重量は電池の重さが支配的 ● ビデオシースルー型の特徴 ○ 高解像度・FOVが広い ○ 高消費電力のため電池の重量が大きくなる ○ カメラやディスプレイが必要なため本体が重くなる ● 光学式の特徴 ○ 低解像度・FOVが狭い ○ 低消費電力のため電池の重量が小さくてすむ ○ 光学系やディスプレイが小型なため本体が軽くなる ● 空間認識の消費電力は大きい ● Apple Vision Proの重量は約300g？ ● 一般的な眼鏡は30g程度、常用する未来はまだ先。