このブログ記事では、VR市場における重要な課題である「トラッキング」技術について掘り下げ、それが何であるか、どのように機能するか、そしてその商業化を阻む障害は何かを検証します。

VR市場とトラッキング戦争

2014年3月、Facebookの創業者マーク・ザッカーバーグがVRデバイス企業であるOculusを約2兆5000億ウォンで買収したことで、世間の関心は爆発的に高まった。VRとはバーチャルリアリティの略で、ユーザーがコンピューターで生成された環境をまるで現実世界のように見たり操作したりできる技術である。この買収決定がこれほど注目を集めた理由の一つは、当時VR開発における主要な課題であった「トラッキング」だった。
トラッキングとは、文字通り、ユーザーの動きを追跡し、それを仮想環境に反映させる技術のことです。主な例としては、頭部の回転を追跡するヘッドトラッキング、ユーザーの位置を追跡するポジショントラッキング、そして眼球の動きを追跡するアイトラッキングなどがあります。現在市場で主流となっているのはHMD（ヘッドマウントディスプレイ）であり、HMD本体とハンドヘルドコントローラーの両方にトラッキング技術が必要です。

トラッキングの種類とその仕組み

ヘッドトラッキングは、ユーザーにとって自然な動きを反映するように設計された技術です。頭部の回転は、3つの方法で表現できます。頭を上下に振る動きはピッチ、左右に振る動きはヨー、そして傾ける動きはロールと呼ばれます。これらの回転は、加速度計とジャイロスコープ（回転センサー）を組み合わせた慣性計測装置（IMU）によって測定され、ほとんどのHMDにはこの慣性センサーが搭載されています。
位置追跡は、ユーザーの三次元空間における位置を追跡する技術であり、現実世界で頭や手が動いた際に、仮想世界でも同じ動きが再現されるようにします。位置追跡を実装することで、没入感の向上やめまいの軽減といったメリットが得られます。しかし、HMDはユーザーの視野を遮るため、広い空間がないと動きが制限され、外部カメラや専用機器なしでは正確な位置追跡は困難です。コントローラーに位置追跡機能を組み込むことで、手の動きがより自然になり、操作範囲が広がります。

位置追跡とOculusのアプローチ

Oculusは、Constellation Tracking Systemと呼ばれる外部赤外線ベースのトラッキング方式を開発しました。このシステムでは、複数の赤外線発光ダイオード（LED）がHMD上に配置され、外部赤外線センサーがこれらの光のパターンを読み取って位置と向きを計算します。例えば、4つのドットが正方形のパターンを形成している場合、ユーザーが前進するとパターンは縮小し、横方向に移動すると横方向にずれ、頭を回すと歪みます。これらの変化を分析することで、HMDの位置と回転を特定でき、ドットの数が多いほど誤差は小さくなります。
しかし、位置追跡はコストと複雑さを増大させる。スマートフォンをHMDに挿入するだけの製品（例：SamsungのGear VR）など、位置追跡を省略した製品は比較的安価である一方、外部センサーを搭載したOculus RiftのようなPCベースのデバイスは高価格で発売された。さらに、これらのデバイスは高性能コンピュータを必要とするため、初期費用が増加する。結局のところ、位置追跡の実装には、専用のハードウェアと複雑な計算処理が必要となるという制約がある。

アイトラッキングと普及における課題

アイトラッキングは、ユーザーの視線の動きを追跡して画面を切り替えたりカーソルを移動させたりする技術です。運動機能に制限のあるユーザー向けの補助入力方法として既に活用されており、スティーブン・ホーキング博士のような著名人が使用している技術と類似しています。しかし、現在のVRアプリケーションでは、視線による制御はめまいを引き起こしたり、実用性に欠けたりすることが多く、広く普及するには至っていません。技術の進歩に伴い、より自然な形で採用される可能性が高まっています。
技術の進歩だけでは、VRの普及を保証することはできません。トラッキング技術がどれほど向上し、没入感がどれほど高まったとしても、消費者が高額を支払ってでも継続的に楽しめる「キラーコンテンツ」がなければ、VRは一時的な体験に終わってしまう可能性があります。さらに、価格を下げることも重要です。最近のポケモンGOブームはARとVRへの関心を高めましたが、ARも仮想オブジェクトを現実世界の座標に適切に合わせるためには、高精度なトラッキングが必要です。近い将来、表情から全身の動きまで、つまり現実世界の自分自身をそのまま再現できるトラッキング技術が一般的になるかもしれません。最終的に、この新時代のリーダーとなるのは、仮想現実において完璧なトラッキングを最初に実現した企業でしょう。