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Windows MR(Mixed Reality)  (2019/03/02 update)

はじめに

VR(Virtual Reality)やAR(Augmented Reality)という言葉はよく知られていますが、その仲間でもあるMR(Mixed Reality)という言葉は、あまり浸透していないかもしれません。

MRとは、VRとARの両方の特徴を持ち合わせていると考えられています。
そしてWindows MRとは、MRを体験するためにマイクロソフト社が2017年に発売したHMDデバイスの仲間です。

このTipsでは、Windows MRについて導入から活用方法などを数回に分けて記事にしていく予定です。

高レベルな体験をできるHMDデバイスは、初期費用が高価になりやすくまだまだニッチなイメージがあります。
しかし、今までのアプリとは全く異なる体験ができるので、スマートフォンのように普及してほしいと思っています。
そしてその先には、スマートフォンに代わる新しいデバイスの誕生を期待したいと思います。


利用した環境
CPU Intel Core i7-7700K
メモリー 16GB
ストレージ システムドライブ: ADATA XPG SX8000NP 512GM (PCIe Gen3x4 M.2 2280)
コンテンツ起動ドライブ: SUNEAST SSD SE800 360GB
データドライブ: WDC WD20EZRZ-00Z5HB0 2TB
GPU(グラフィックボード) NVIDIA GeForce GTX 1060 6GB(ASUS STRIX-GTX1060-DC2O6G)
Windows MRデバイス Lenovo Explorer with Motion Controllers G0A20002JP
コントローラーとの接続 Bluetooth USBドングル class1(サンワサプライ MM-BTUD43)
コントローラーのバッテリー Twharf リチウムイオン充電池 1.5V 1500mAh




Windows MR


用語の説明

Windows MRを利用するにあたり、知っておくと役に立ちそうな用語をまとめました。


VR(仮想現実) 360度で展開される非現実空間(CGなどで作成された仮想空間や、過去の映像とCGを組み合わせた仮想空間)を体験できる。
PCやスマートフォンを必要とするVR専用のHMDやゴーグルなどのヘッドセットを利用するのが主流。(ヘッドセット単独で動作するデバイスも存在する)
AR(拡張現実) 現実空間(時間軸でいう今)の映像にCGなどを組み込んだ空間を体験できる。
HoloLensのように360度空間で体験できるヘッドセットタイプも存在するが、現時点(2018年)ではスマートフォンやタブレットなどに搭載されたカメラを通してCGと合成された映像をディスプレイ越しに体験するのが主流。
ポケモンGOなどが有名。
MR(複合現実) VRとARの両方の空間を体験できる。現時点でWindows MRヘッドセットで体験できるのは、実質的にVRアプリのみ。
HMD Head Mounted Displayの略語。VR用ヘッドセットと同様な意味と考えて問題ない。
没入感で満足できる主な製品としては、HTC Vive、Oculus Rift、Windows MRなどが有る。
これらのデバイスは、PCにUSBやHDMIで接続する必要がある。
また、PlayStaion VRのようにPlay Station本体に接続するHMDも有る。
一体型HMD Oculus GoのようにPCやスマートフォンを必要としない一体型(スタンドアローン)のHMD。しかし、スペック的には外部機器接続タイプのHMDに劣るため、高レベルの体験を期待するユーザーでは満足できないと思われる。
また、Lenovo Mirage Soloのように6DoFに対応したデバイスも有るが、価格がOculus Goの倍ほどになり対応アプリが少ないという問題もある。
2019年内には、上位機種となるOculus Questと呼ばれる製品の発売が発表されているので、現状は購入を控えたほうが賢明。
なお、Oculus Questもスペック的にはOculus Riftと同程度となるようなので、過度な期待はしないほうが良いと思う。

あまり話題として取り上げられていないが、出力の高いWi-Fiや4Gや5Gといったモバイル回線が搭載された場合、頭部に直接装着するHMDが人体へ与える電磁波の影響について考慮する必要があると思われる。
トラッキング ユーザーの動作などを各種センサーで追跡すること。
センサーを外部に設置するアウトサイドイン方式とヘッドセット内部にセンサーを搭載するインサイドアウト方式がある。
HTC ViveやOculus Riftはアウトサイドイン方式でWindows MRはインサイドアウト方式である。
インサイドアウト方式のほうが設定は簡単であるが、アウトサイドイン方式のほうが激しい動きでの精度は高いとされている。
今後、一般的なユーザーに普及していくためには、設定が簡単なインサイドアウト方式が主流になると考えられる。
6DoF トラッキング精度となる自由度を表す。(6 Degrees of Freedom)
上下、左右、前後の3軸と各軸の回転(pitch, roll, yaw)という合計6つの状態感知が可能になる。
高レベルの没入感を体験するためには、この6DoFへ対応していることが一つの目安となる。
Windows MRもインサイドアウト方式で6DoFに対応したデバイスである。
視野角(FOV) 眼を動かさずに見える範囲の角度を表す。角度が広くなる程見える範囲が広がる。
ハイエンドのHDMデバイスでは、110°が主流となっている。
Windows MRでは、デバイス毎に95°~110°と異なり、110°に対応しているのはDell, Lenovo, Samsungが発売しているデバイスとなる。
一般的な人間の視野角は、両目で左右に200°と知られている。
リフレッシュレート 1秒間に画面を何回書き換えることができるか判断する計測値。(単位:Hz)
数値が高いほどちらつきが無く滑らかな映像になる。
動画などをちらつきなく見ることができる目安が60Hzと言われている。
ゲームなどでは、90Hz以上に対応しているほうが快適になる。
VR酔い 乗り物酔いと同様な状態になること。
VR空間での移動時等で、速い速度で風景が流れたりする場合に発生しやすい。対策を考慮して開発されたアプリとそうでないアプリが存在するので注意が必要。
Steam Valve社(米国)が開発提供している、PCゲームやソフトウェア等のダウンロード及び、ユーザー間のコミュニティをサポートするプラットフォーム。
アカウントを登録(無料)し、公式サイトや専用アプリをインストールすることで利用できる。
VR関連の豊富なアプリやゲームも提供されており、Windows MRからも利用できる。



記事一覧

導入編

概要

最初の記事では、Windows MRデバイスを導入するに辺り、注意点や知っておくと役に立ちそうな知識などについて説明していきます。
これから導入を考えているユーザーや、導入後の最初にどんなアプリを利用したら良いか等に興味がある方を主なターゲットにしています。

他のVRデバイスではなくWindows MR製品を導入する大きな利点は、個人的には次の点だと考えています。

  • 各種センサーがヘッドセットに内蔵されているため導入が簡単で、かつ高レベルなVR空間を体験できる。
  • デスクトップアプリやその他UWPアプリを利用しWindows10デバイスとの連携がスムーズにできる。
  • Steam内の豊富なコンテンツが利用できる。
    ※Steamについては後述しますが、Google Earth VRなどが利用できるようになります。






導入時の注意点

Windows MRデバイスを接続するためのPCには、MSが推奨するハードウェアのガイドラインが有ります。
ガイドラインの詳細については、 Windows Mixed Reality PC ハードウェア ガイドラインで確認して下さい。

なお、ガイドラインとしてWindows Mixed RealityとWindows Mixed Reality Ultraという2種類を定義しています。
それぞれの対応できるリフレッシュレートが60Hzまたは90Hzと異なり、60Hzの場合はグラフィックの精細さが欠けたりゲームによっては遅延が発生する可能性が高いです。
高レベルのVR空間を体験するためには、Ultraのガイドラインを満たすことを推奨しています。

それから、モーションコントローラーとPCの接続にBluetoothを利用しますが、デスクトップPCなどでBluetoothデバイスを搭載していない場合は、別途USBタイプのBluetoothドングルを用意して下さい。
Bluetoothドングルには、Class1を利用することを推奨します。また海外製などの安い製品は、技適マークを取得していないケースがほとんどですので購入時は注意して下さい。(違法になります
次のような有名メーカーの製品を購入するようにして下さい。

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その他の注意点として、次の項目にも気を付けて下さい。
・Windows 10を最新の状態にアップデートしておく。
・導入時のUSB接続では、HUBなどを経由しないで直接接続する。(誤認識の原因になる)
 ※USB HUBを利用したい場合は、ACアダプタなどが付属したセルフパワー機能搭載製品を推奨。






初期セットアップ手順

Windows 10が最新の状態にアップデートされていることを確認後、次のような手順でセットアップを開始します。
基本的にどのメーカーの製品でも同様な手順で設定できると思われますが、製品に付属するマニュアル記載の手順も必ず確認して下さい。

  1. 左右のモーションコントローラーをそれぞれBluettothでPCとペアリングし接続する。
    ペアリングボタンはコントローラー毎の電池ボックスの中にある。
  2. USBコネクタをPCに接続する。(USB3.0)
  3. HDMIコネクタをPCに接続する。
  4. 正常に認識されると、自動的に複合現実ポータルアプリケーション(ポータルアプリ)が起動する。

自動的に複合現実ポータルアプリケーションが起動しなかった場合は、認識に失敗していると考えて下さい。
次の何れかの対応を試してみて下さい。

●Windows 10が最新の状態になっているか確認する。
●USB接続時にHUBを経由している場合は、直接接続で試す。
●デバイスマネージャーでドライバーの状態を確認する。


正常に認識されていれば画像内赤枠のように表示されます。
デバイスが正常に動作していない場合は、各デバイスのプロパティからドライバーの更新を試して下さい。

 








基本設定と操作

ヘッドセットを装着する前に、ヘッドセットの基本設定を行います。
最初は座ったり立ったりし、移動しないモードで体験してみます。(設定は後から自由に変更できます)

次の画像のようにポータルアプリで境界の設定を選択します。

セットアップの選択で、「座ったり立ったりして使うときのセットアップ」を選択します。

ヘッドセットを前に持ち、ディスプレイの中央に向けながら「中央」ボタンをクリックします。
セットアップが完了すると自動的に画面が変わります。

次にヘッドセットを装着して、VR空間で設定を行います。
コントローラーの電源は、各コントローラーの「Windowsロゴ」ボタンを長押しすることでON/OFFを切り替えることができます。
ON/OFFの切り替え時は、コントローラーの振動でわかります。
また電源がONの状態では、コントローラー周辺のLEDが点滅します。

VR空間でコントローラーの「Windowsロゴ」ボタンを押してメニューを起動し、「デスクトップ」アプリを選択します。
デスクトップアプリは、PC上のモニター表示をそのままVR空間に表示し操作できます。(詳細は後述)

デスクトップアプリ上のポータルアプリで、「もっと見る」から「設定」を選択し、設定画面を起動します。

設定画面の「ヘッドセットディスプレイ」で、IPD(瞳孔間距離)の調整を行います。
赤枠の調整項目では、文字等が見やすくなるように、左右の目と目の間隔を調整します。
ただし、ピント合わせではないため効果は薄いです。
「エクスペリエンスのオプション」項目では、リフレッシュレートを変更することができます。

基本的な設定はこれで完了とし、次に基本操作に慣れましょう。
メニューを起動し、「Mixed Reality」アプリを起動します。
このアプリは、操作に慣れるためのチュートリアルアプリです。

コントローラーの電源がONの状態では、コントローラーから発射されている光線を宝石に当てて下さい。
「続けるには、宝石をしばらく見つめます。」のメッセージは、コントローラーの電源がOFFの場合の操作となります。
ONの状態で見つめていても何も起きませんので注意して下さい。
画面が切り替わった後は、ガイドに従って基本操作に慣れて下さい。

最後に、コントローラーのバッテリー状態は、ポータルアプリで確認できます。
バッテリーの消耗は結構はやく、4時間ほど継続的に操作をしていると低下します。
バッテリーが低下すると、操作が誤動作するようになるので注意して下さい。






部屋の調整

VR空間内でのユーザーの足裏と、床(地面)の高さ(接地位置)を調整するアプリです。

現実空間でも、自分の足裏が床に接地していない場合は、色々な不都合が起きると思います。
同様にVR空間でも、床に落ちている物を拾う場合などに、高さが適切に調整されていないとコントローラーで掴めないことがあります。

そのような状況に陥った場合は、床の高さを調整しましょう。


調整方法
コントローラーの「Windowsロゴ」ボタンを押してメニューから「部屋の調整」を選択します。

コントローラーの「トラックパッド(タッチパッド)」で床を上下します。
コントローラーが床に接地した時に、床に潜り込まないように調整して下さい。

コントローラーから発射される光線を宝石に当てることで、調整を完了します。








快適に活用するために

Windows MRを快適に活用していくためのTipsを紹介します。
また、筆者自身も利用している動作確認済みの製品も記載しました。

★メガネについて

メガネを利用している方でも、大きいメガネでなければ着用したままヘッドセットを利用できます。
ただし、ヘッドセットの重量がメガネの鼻あてにかかり、しばらく(15分ほど)着用しているとしびれて頭痛になることがあります。

そのような場合は、鼻あてをシリコンパッドなどのクッション性の高いものに交換することで、かなり軽減できます。
筆者もメガネを着用していますが、シリコンパッドに交換してから2時間以上利用しても大丈夫になりました。(個人差が有ります)

なお、交換にはPH000またはPH00サイズの精密ドライバー(+)が必要になります。(メガネにより異なる)

また、Windows MRは、HTC ViveやOculus Riftと比較して、メガネとの相性は良いようです。

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また、ヘッドセットとメガネのレンズが接触する可能性があるため、レンズに傷がつかないように気を付けましょう。
筆者は、度数が合わなくなった古いメガネをVR専用にし、ヘッドセットのレンズに保護フィルムを貼っています。

保護フィルムは、100円ショップで購入したスマホ液晶用のフィルムを加工して貼りました。
レンズ全体に貼る必要はなく、下図のように接触する部分(黄色い部分がフィルム)に貼るだけで大丈夫です。(全体に貼るのは難しい)
レンズが湾曲しているため、できるだけ厚みが薄いフィルムの購入を推奨します。
フィルムの視認性への影響については、直ぐに慣れると思います。


★ヘッドセットの電源について

ヘッドセットは、USBに接続した状態の場合、利用していない時でも常時電源が入った状態になります。
そのため、本体が常時、熱を持った状態になってしまいます。
USBコネクタを抜いてしまえばよいのですが、頻繁に抜き差しを繰り返すことはコネクタの寿命にも影響してきます。

そこで対策を行いたい場合は、独立スイッチ機能があるUSB HUBを利用する方法があります。
ただし、ヘッドセットの誤認識を防止するために、セルフパワー機能がある製品の利用を推奨します。

お勧め製品の気に入っているところは、ACアダプタが5V/4Aでスイッチ形状がロッカースイッチなところです。

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★延長ケーブルについて

ヘッドセットは有線で接続されるため、付属のケーブル長では移動範囲が狭くなります。
USBケーブルとHDMIケーブルを延長コードで接続することで、移動範囲を広くできます。
筆者はどちらも3mの延長ケーブルを利用していますが、今のところ問題なく認識できています。

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★コントローラーの電池(バッテリー)について

コントローラーに装着する単3電池は、電圧が1.5V必要です。
使い捨ての電池(一次電池)であれば1.5Vなので問題ないのですが、頻繁に利用するユーザーとしては、充電池(2次電池)を利用したいところではないでしょうか。

しかし、エネループ(eneloop)などのメジャーな充電池の電圧は、ほとんどが1.2Vです。
シビア(severe)な機器によっては、1.2Vでは電圧不足で動作しない場合があります。
筆者は購入当時にエネループを利用していたのですが、Windows 10 1809以降にバッテリー低下の通知問題が頻発したため、他の充電池に変更しました。

上記の理由から現在は、Twharfというメーカーの1.5Vの充電池を利用しています。(1.5Vの充電池製品は少ないです)
リチウムイオン充電池なので、エネループなどのニッケル水素充電池と比較して自己放電が少ないなど、メリットのほうが多いですがコストがかかるので価格が高くなります。

Twharfは中国のメーカーの様ですが、きちんと「PSE」マークが表示されています。 電気用品安全法の規制をクリアしているので安全な製品のはずです。(モバイルバッテリーは、2019年2月からPSEの表示が義務付けられています。)
過放電や過充電を対策する保護回路も内蔵されていて、容量も1500mAhあります。

ただし、中国製の製品であるため性能にバラツキがある可能性を考慮する必要があります。
そのため、購入後は満充電させた後に、テスターなどで1本毎に電圧の計測を推奨します。
なお、計測値が1.5V前後であれば問題ありません。(電圧が1.6V以上あると高すぎて機器を壊す恐れがあり、低すぎると動作しない可能性があります。)
バラツキがひどい場合は、直ぐにアマゾンで返品または交換手続きをするようにしましょう。

各電池にはLEDが内蔵されており、充電中は赤色、充電完了時は緑色に点灯するので目安になります。また、充電ケーブルも付属しています。(充電時間は1時間ほどです)

筆者は3か月ほど(2019/03/02時点)使用していますが、現在のところ電池本体に関しては問題なく利用できています。
なお、バッテーリー低下の通知が発生しなくなったわけではありませんが、これは電池側の問題ではないです。

バッテーリー低下通知の詳細については、バッテリー低下の表示についてを参考にして下さい。

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気を付けること

Windows MRを使用していく上での、注意点などについて紹介します。

1.部屋の照明について

暗い部屋でヘッドセットを利用すると、センサーが正確な情報を取得できなくなります。
Windows MRの動作がおかしいと感じた場合は、照明などを利用して部屋を明るくしましょう。

2.バッテリー低下の表示について

バッテリー残量がまだ有るにもかかわらず、コントローラーのバッテリー低下が通知されることがあります。
1809以降に、バッテリー残量の感知プログラムを変更しているようで、この現象が頻繁に発生するようになりました。

バッテリー低下が通知されると、センサーの追跡を一時的にOFFにされる場合が有ります。
センサーの追跡ができなくなると誤動作の原因になるので、対策として次の方法を試してみて下さい。

コントローラーから電池を一旦抜き取り、再度電池を取り付ける。(コンテンツのプレイ中に抜き取っても特に問題ない)
左右のコントローラーの電池を入れ替える。

バッテリー低下が表示されていても正常にコントローラーが操作できれば、プレイを継続していても問題ないようでした。
(「センサーの追跡を一時的にOFF」が発生時は上記対策を試してみる。)





更新履歴

2019.03.02

 
  • 「快適に活用するために」に、「コントローラーの電池(バッテリー)について」を追加

2019.02.27

 
  • 項目に「気を付けること」を追加

2018.10.02

 
  • 新規追加