TTVR 41th VRSNSでプラネタリウムをつくってみたら（HMDとVRでの表現編）

VRSNSでプラネタリウムを作ってみたら (HMDとVRでの表現編）さっきのなな

自己紹介  さっきのなな  趣味：旅行・天文  配信・Twitterで天文教育普及活動をたまにやってます  バーチャルキャストでVCI（VRアイ
テム）を作ってます  代表作：バーチャルプラネタリウム  Hipparcos+gaiaEDR3  原理的に世界最多の星数を表示  デイリーアクティブユーザーの３～４倍の取り込み数

こんな感じ

VRで綺麗でリアルなプラネタリウムを作るときに

立ちはだかる壁

HMD特性

綺麗さの追求 v.s. ちらつき現象について、秘伝（？）のノウハウを大公開

VRで綺麗でリアルなプラネタリウムを作るぞー！

綺麗にする →星を小さくし高精細にリアルにする →暗い星も表現（例：天の川）

安直に作ってみると… 星の明るさが画素値に反映された8kテクスチャを貼ればいい？

A.リアルにも綺麗にもならない

VRHMDのディスプレイ、実は色・明るさがとても弱いため制限がある

百万百万分の１１千分の１千 1012 明るさ(lx) 人間の目 VRHMD カメラ
DISPLAY 自然の明るさと表現域

百万百万分の１１千分の１千 1012 106 明るさ(lx) 人間の目 VRHMD
カメラ DISPLAY 自然の明るさと表現域

百万百万分の１１千分の１千 1012 106 104~5 明るさ(lx) 人間の目
VRHMD カメラ DISPLAY 自然の明るさと表現域

百万百万分の１１千分の１千 1012 106 104~5 103 明るさ(lx)
人間の目 VRHMD カメラ DISPLAY 自然の明るさと表現域

百万百万分の１１千分の１千 1012 106 104~5 103 102
明るさ(lx) 人間の目 VRHMD カメラ DISPLAY 自然の明るさと表現域

百万百万分の１１千分の１千 1012 106 104~5 103 102
明るさ(lx) 人間の目 VRHMD カメラ DISPLAY 103~4 自然の明るさと表現域

百万百万分の１１千分の１千 1012 106 104~5 103 102
明るさ(lx) 人間の目 VRHMD カメラ DISPLAY 103~4 自然の明るさと表現域足りない

表現力が全然足りない！！

Q.プラネタリウムのやり方を真似すればリアルになる？

現実のプラネタリウムの簡単な仕組レンズ恒星原板ドーム一つの光源からの光なので実は明るさは一緒

現実のプラネタリウムの常識：星の明るさを大きさ（面積）で表現する

恒星原板恒星原板１枚当たり10万個以上の、星に対応する小さい穴(0.1μm~)が開いている※ 写真：さっきのなな/名古屋市科学館 ※）川崎総合教育センター資料より http://www.keins.city.kawasaki.jp/content/ksw/2/ksw 2_051-056.pdf

現実のプラネタリウム人間が大きさが判らないほど星像が小さい人間の目で（心理的に）点に見える範囲実際の星の像の大きさ明るい点に見える人間にはどちらも点に見えるけど、実際の面積が違うので、明るさが違って見える暗い点に見える明るい星の表現
暗い星の表現

VRでも星の明るさを大きさで表現すれば万事解決？ →今度は解像度の問題でうまくいかない

VRHMD：解像度が低い →大きさ表現の前提を満たさない人間の目の分解能はピクセルより小さい大きい面に見えるコンピューターが全部同じに描画してしまう暗い星あまり大きくできない
（明るい表現ができない~数px程度まで）暗い方にも表現に制限明るい星

じゃあ大きさは控えめにするために一番暗い星は1pxからスタートで..

エイリアスとトラッキングの問題で砂嵐状の激しいちらつきが起きる

ちらつきが起きる仕組み 1ピクセルの大きさ同じに見える視界の揺れで隣のピクセルに動くこれを繰り返すと激しく点滅する（不安定）

リアルに暗い星も映す →暗い星は小さい →ちらつく高精細にする →シャープに小さくする →ちらつく

痛し痒し！！表現力を上げるための努力とせめぎあいになる

数ピクセルに星像を分散星の形状を工夫

ちらつきを抑える仕組みサブピクセル程度の動きではあまり移動して見えない（安定する）ただし、明るさの表現力は落ちる

ちらつきを抑える仕組み暗い星は個々の明るさの瞬間的ずれに対しては鈍感とがった形状 →単位面積当たりの像の大きさを大きい →移行が滑らかになりちらつきにくいポリゴン軽減にも効果

人間の視覚特性を考慮して制作するのが重要

HMDは発展途上まだまだ改善の余地が多い解像度色表現輝度視野 etc…

HMDは発展途上まだまだ改善の余地が多い解像度色表現輝度視野 etc… 今回はこれの話問題のごく一部に過ぎない！！

表現力を上げるための努力が他にもまだまだあるんですがそろそろお時間…

まだまだ更新予定よかったら使ってみてね！

具体的な回避方法はQiitaで2019 年より記事にて公開してます

ご清聴ありがとうございました

TTVR 41th VRSNSでプラネタリウムをつくってみたら（HMDとVRでの表現編）

TTVR 41th VRSNSでプラネタリウムをつくってみたら（HMDとVRでの表現編）

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