ARの最新技術とは？その仕組みと時代を牽引する企業の最新動向

まずは、ARで使われているコア技術について理解する前に、そもそものARについておさらいしていきましょう。

AR（拡張現実）のおさらい

ARはAugmented Realityの略で、日本語では「拡張現実」と訳されます。

ARは現実世界をベースにしながら、そこにコンピュータグラフィックスや映像、テキスト、サウンドなどのデジタルコンテンツで作られた仮想世界を重ね合わせ「拡張させた」現実です。

すべてがコンピュータグラフィックスで作られているVR（仮想現実）を体験すると、私たちはそれが本物ではないということを瞬時に理解できます。

しかし、ARの場合は現実世界のリアルさを残しながら、新たな世界を作ることができます。

ARの活用事例①コンシューマー向け

ヘッドマウントディスプレイを必ずつける必要があるVRとは違い、ARはスマートフォンとカメラさえあれば使うことができます。

そのため、すでにコンシューマー向けにもさまざまなアプリがリリースされています。

エンターテイメントの世界では、現在も大人気の「PokemonGo」や「ドラクエウォーク」など、またカメラアプリの「SNOW」や、SONYの「ARエフェクト」など、実際に撮った写真やビデオに自ら加工するアプリも人気です。

実用的な面では、IKEAアプリが提供している自宅に家具を配置して大きさやバランスなどをシミュレーションできるアプリ、Warby Parkerの自分に合うメガネを無限に試着できるARアプリまで、私たちの買い物がさらに便利になるサービスが提供されています。

参考：【考察】IKEAのARアプリ「IKEA Place」とは？ARがもたらす大きな変化と小売の未来

ARの活用事例②ビジネス向け

また、多くの企業でもすでにビジネスへのAR導入が進んでいます。

マーケティングでは、プロモーションの一手段として、商品のパッケージや付属品の目印をベースにキャラクターなどのCGコンテンツを表示させるARキャンペーンが増えており、おまけのデジタル化が進んでいます。

また、IKEAアプリの類似施策として、自動販売機や製造ラインなどの大型機器の事前配置シミュレーションが行われ、導入の意思決定材料として使われるようになっています。

さらに、メンテナンス作業において、該当箇所や作業方法などの情報をAR用いて視界に表示させ、作業者の熟練度に依存せずに作業を可能にできます。

こちらは3Dモデルで制作された家具を、MRグラス「MagicLeap」を装着しながら現実空間に配置させる「AR家具シミュレーター」のデモです。

このようにARを活用することで、再現することが難しいシチュエーションにおける対応の方法を学ぶ業務のトレーニングにも役立てられています。

ARの技術タイプ

ARには、スマホやタブレットなどの手元にある小さなディスプレイにバーチャルな視覚情報を重ね合わせるものと、ARグラスを活用するものに、デバイスを起点として大きく大別されます。

まずここでは先にスマホ等をベースにしたARの技術について解説していきます。

スマホベースでARの活用を実現するコア技術は、現在大きく5つのタイプに分類されます。

この5つを理解するためには、「何」をきっかけにARが作動するのかから理解していきましょう。

ARは、スマホやARグラスなどのデバイスから取得される「位置情報」と、そのデバイスがとらえる「周辺環境に関する情報」を認識することによって実現されます。

このARを実装させる上では、「どこ」に表示させるのか、その表示位置を特定する主要な5種類について、それぞれ具体的に解説していいます。

種類①画像認識型（マーカー型）

画像認識型のARは「マーカー型」とも呼ばれており、画像や写真などをマーカーとして登録するとARコンテンツ情報（動画や3Dやマップ）が表示される仕組みです。

マーカーとなるモノをスマホのカメラで認識させると、ARで画像や地図がその場に浮かび上がるような仕組みであるため、スペースを取らずに商品の説明を行うことが可能です。

また、静止画だと思っていた画像にカメラをかざすと突然動き出すといった、Wow!なユーザー体験も簡単に作ることができます。

企業のプロモーションなどにも利用されており、今後ますます商用マーケティングでの利用が期待されています。

わかりやすいようにQRコードに似たような白と黒のマークを用いているケースが多いですが、ARマーカーはなんでも対応することができる点がQRコードとは異なります。

• ARマーカーとは？仕組みと種類、QRコードとの違い、活用事例

種類②空間認識型（マーカーレス型）

空間認識型のARは、カメラやセンサーなどを通じて現実の世界における空間（高さや奥行きなど）を把握することにより、ARコンテンツを配置できるような仕組みです。

よく利用される形式には、目の前にある平らな面をカメラが検出し、床やテーブルなどの平面を移したスマホのカメラ画面をタップすることで、まさにその位置に実際の3Dモデルがあるかのように、ARコンテンツを配置する方法があります。

家具や家電などの配置シュミレーションサービスなどに利用されており、今後はますますこのような分野での発展が期待されます。

種類③GPS型

GPS型のARは、あらかじめ特定の場所に「ARコンテンツを出現させる」と設定しておくことで、ユーザーが設定された地点にスマホ端末をかざした時にARコンテンツが出現する仕組みです。

位置情報だけではなく、方位やセンサーの場所などと同期させることによって、より詳細な位置にコンテンツを表示させることが可能です。

「Google Map」などの位置情報系の道案内サービスでも利用されており、現在地から目的の位置まで迷わずにたどり着けるように多く利用されています。

GPSを活用したARとして代表的なものに、「ポケモンGO」があります。

先述の「空間認識型」とGPS組み合わせることで、床面にぴかちゅうを出現させて、さらに「この場所でしかGETできないポケモン」という世界観を現実に作り込むことが可能です。

ポケモンGOでは、「ポケストップ」と呼ばれる目印がさまざまな場所に設置されていますし、モンスターもさまざまなロケーションに随時出現する仕組みとなっています。

これらは、GPS情報をベースにユーザの現在地を認識し必要なポケストップを表示させたり、時限式にARを出現させることで実現しています。

一例として、全国のマクドナルドにはポケストップが設置されています。

そこに訪れたユーザはバトルができるだけでなく、その場でクーポンを入手できるといったイベントが提供されています。

種類④VPS型（物体認識型）

物体認識型のARは、マーカー型や空間認識型をより発展させた形式のARであり、特定の立体物を認識すると関連するARコンテンツが表示される仕組みになっています。

カメラで立体物の特徴を解析し、立体物の面に対して出現されるように設定されているARコンテンツを表示させることができます。

以下は、OnePlanet社が開発した、建物を立体認識して住宅街に出現したクジラがマンションへと突っ込んでいくデモARアプリです。

対象物を立体的に認識できるため、マーカー型や空間認識型よりも、機能面でより立体的な体験を実現できる点が優れています。

ただし、立体的な空間の3Dデータを扱うような専門性の高い作業が必要であるということが難点です。

また、ユーザーからしても高度なARは専用アプリのインストールが必要となるため、ポケモンGOのように広く普及したアプリでない限り、多くの人にARを使ってもらうためにはユーザーにアプリをインストールしてもらう点でハードルが生じるでしょう。

種類⑤LiDAR型

こちらの「LiDAR（ライダー）」は、これまでの技術とは少し種類の異なる技術です。近年、空間認識において注目を集めている技術の1つです。

LiDARには、センサーを使用して対象物との距離や空間上の配置場所、形状などを正確に把握できるという特徴があります。

スマホから出るセンサーによって空間を認識するため、これまでのカメラの性能では把握できなかったほど詳細に空間を認識できます。

例えばTiktokでは以下のように人の肩やソファに紙吹雪が乗っかるような演出をLiDARを活用したARで展開して話題を集めました。

TikTokが、2021年の幕開けと共にiPhone 12ProのLiDARを使った最初のARフィルターをリリース。

LiDARをうまく使ったAR、ますます増えてきますね。

TiktokのARの展開もこれから楽しみ。pic.twitter.com/pC7Y2mEcWk

— Tomohiko Murakami@AR (@can_murakami) January 8, 2021

LiDARのメリットとしては、センサーでどこになにがあるのか把握できるため、空間にどのようなものがあるのかを把握するためにこれまで必要だった「十分な明るさ」さえも必要とせずに空間を把握できるようなメリットもあります。

iPhone12proや13proではすでにLiDAR技術が搭載されており、これからiPhoneやiPad端末を中心にLiDARを活用したさまざまなアプリケーションが登場してくるでしょう。

ARの技術タイプ（ARグラス）

ARグラスは、スマホの小さなディスプレイと違い、空間全てをARの対象とするデバイスです。

スマホの次と目される新型デバイスの普及へ向けて、日夜、新しい技術領域が次々と確立されてきています。

以下はARグラス時代の暮らしを想定したデモ動画ですが、このようにあらゆる空間を認識してバーチャルな情報が出現したり、それらと触れ合って反応が返ってきたり、高度な認識技術やインタラクション技術を兼ね備えた、スマホの次となる新しい社会がやってくるでしょう。

ARグラスでのMessengerアプリデモ

空間中のアイコンをタップする体験が直感的で良いなpic.twitter.com/tcpm2uJQeg

— IVAN@AR × Marketing (@van_eng622) September 16, 2021

ARを実現するコア機能とは

ARの開発に際しては、ARエンジンやセンサー、デバイス、インフラを組み合わせて進めていく必要があります。

実際にどのような仕組みになっているのかを解説していきます。

①ARエンジン

ARエンジンは、ARを実現する心臓部ともいえるコア機能です。

ARエンジンがデバイスから取得した位置情報や画像で認識した情報を取り込み、そこに何のデジタルコンテンツを付加するか指示を出したり、追加のユーザからのインプット情報を受け取りそこにアウトプットを返すといった、「コンピュータのOS」のような役割を担っています。

ARエンジンは、主にプログラミング言語を使って開発されており、ARを開発するためのソフトウェア開発キット（SDK）としてARアプリ開発者向けにさまざまな企業が提供しています。

有名なところでは、オープンソースとして運用されているAR開発ライブラリである「ARToolKit」は、AndroidやiOS以外にWindowsにも対応しており、世界中で広くARの開発に用いられています。

一方、特化型としてはGoogleからAndroid向けARアプリ開発用として「ARコア（ARCore）」、AppleはiPhone向けAR開発プラットフォームとして「ARKit」があります。

これらを使うことで、開発者は特別な環境を用意せずにARアプリを開発し、ユーザーに提供することが可能になります。

最新のAR Kit4の中の代表的な機能だけでも以下の10個が挙げられており、ARエンジンに関する技術を理解するだけでも多くのINPUTが必要です。

AppleのAR開発エンジンである「AR Kit」に興味のある方は、以下の記事もおすすめです。

②センサー

スマホやタブレットには、GPSをはじめ磁気センサー（電子コンパス）、加速度センサーなど7種類ほどのセンサーが搭載されています。

ARでは、位置や方向、距離を測定し表示させるデジタルコンテンツの調整を行うため、これらのセンサーを用いて画像認識やロケーション認識を行っています。

一方で、空間を把握する際は深度センサーが必要となります。

先述のLiDARのように、iPhoneの最新機種にはセンサーが標準搭載されるようになっており、ARを意識した機能装備が進んでいます。

③デバイス

Android、iPhoneなどのスマートフォンやiPadなどのタブレットは言わずもがな、すでにAR対応機種として広く使われています。

その他のデバイスとして企業が開発に注力しているのが「ARグラス」です（「スマートグラス」とも呼ばれています）。

ビジネス向けには、GoogleのGlass Enterprise Edition2やMicrosoftのHololensがARもカバーしており導入が進みつつあります。

また、コンシューマー向けには、カナダのスタートアップが開発したFocals、アメリカARスタートアップのDigiLensがリリースしたDigilens Crystalなど、スタイリッシュで新たな特徴を持つ製品が注目を集めています。

• AR/MRグラスとは？スマートグラスとの違いとおすすめ12選

④インフラストラクチャ

ARの普及が進む中で、問題になってくるのがインフラです。

ポケモンGOでは、過去にポケモンゴーフェスタという2万人のファンを集めた会をシカゴで開催しましたが、トラフィック過多で通信が制限されるといった問題が発生しました。

また、現実世界の情報はまだ100%デジタル化されているとは言えない状態であり、現実世界をベースにしたARがシームレスに情報を活用してサービスを拡大していくには課題があります。

そのため、ポケモンGoの提供元であるNiantic（ナイアンティック）は「ARCloud」というインターネット上に現実世界の情報を重ね紐づける取り組みに多額の投資を行っています。

一方で、クラウドもARの普及には課題があります。

極度に集約された中央型のデータストレージにデータを集約してしまうと、リアルタイムで通信が必要かつレイテンシーに敏感なローカルARアプリからは、不利益を被るという点が問題視されています。

そのため、高速大容量化、同時接続数増加、超体遅延を実現する5Gの配備は、AR普及のさらに後押しになると期待されています。

AR界をリードする主要プレイヤー企業

世界のAR/VRの市場規模は、2021年に494億ドル（6兆円）でした。

すでに巨額の市場になりつつありますが、なんと2022年から2030年までの期間で年間成長率（CAGR）40.7％を記録し、2030年には4,535億ドル（55兆円）に達すると予測されています。

比較対象となる「世界のスマートフォン市場」は2027年までに7,953億ドル（98兆円）に達し、2020年から2027年にかけて毎年9.5％成長すると言われています。

成長率はAR/VRの方がはるかに速度が速く、次の10〜20年でAR/VRはスマホを超えていくような世界最大級の巨大産業に発展していくでしょう。

そのため、テック企業やスタートアップを中心にARに取り組む企業は多くいます。

ここでは、ARの世界を技術面でリードする主要な企業を紹介していきます。

①Apple

App Storeでは、iPhoneやiPad向けにすでに数千におよぶARアプリがリリースされています。

ARKitを中心としたエコシステムを築いているAppleは、ARグラスの開発に急いでいます。

2020年3月には新型iPad ProにARを意識した深度センサーを標準搭載するなど、周辺機能の強化も進めています。

WIREDによると、2021年にはAppleからApple Glassが発売される予定という詳細なリーク情報も流れており、今後の動向に注目が集まっています。

また、直近でもAppleは革新的なAR / MRディスプレイを開発するために、ユーザーが明るい環境と暗い環境にいるときいずれでも機能するARディスプレイに関する技術や、画面ではなく着用者の網膜に画像を直接送信するAR網膜ディスプレイの技術などを研究していることが明らかになっており、そのうちいくつかは特許申請を提出しています。

同社はスマホの次と目されるARグラスにおいても世界的なリーダーの座を当然狙っており、AppleのAR関連の動向には注目すべきでしょう。

②Google

Googleは、先ほど紹介したAndroid向けARソフトウェア開発キットである「ARコア」を提供し、ARアプリの開発をサポートしています。

デバイスでは、過去にARのためのGoogle Glassをリリースしましたが、こちらは短期で提供を終了するなど失敗に終わっています。

一方で、ビジネス向けには、Glass Enterprise Edition2という端末が発売されており、倉庫でのピッキングをハンズフリーで行うなどの業務効率化に導入が進んでいます。

日本ではdocomoがライセンスを持って実際に販売されています。

また、2022年3月にはARグラス関連の技術を有する企業の買収が発表されました。同社のARへの投資は常にモニタリングしたいですね。

参考：GoogleがARグラス関連のスタートアップ「Raxium」を買収

③Snapchat（Snap）

⑤Unity

ユニティは、リアルタイム3D開発プラットフォーム、AR開発専用のフレームワークである「AR Foundation」を中心としたAR制作のエコシステムを提供しています。

Unityの強みは次の3つがあります。

• 「ARコア」や「ARKit」をはじめとするテック企業の提供するSDKのコア機能を実装しているため、Android用やiPhone用などといったプラットフォームに依存しないコンテンツを作成することができる
• ソフトウェアがワークフロー型になっているため、制作が完了したコンテンツを社内共有から正式リリースとして各プラットフォームやARグラスなどに実装するまでをシームレスに実行できる
• スキルや業界に関係なく誰でも3Dコンテンツを作り、それをARに反映させることができる

最新の動向としては、Unity上で作成できる3Dコンテンツが実物かCGか見分けがつかなくなってきているという先端技術のデモが公開されて話題を集めています。

現実世界にバーチャルな情報を表示させるARは、3DCGと切っても切り離せない関係です。その領域のトップランナーであるUnity社の動向にも注目すべきでしょう。

参考：Unityの最新技術「Enemies」のデモが公開、もはやCGとは思えないと話題

まとめ

ARに関する技術と、先端技術を扱う世界のトップ企業について紹介してきました。

AR関連技術は現在も発展途上であり、Google、Facebook、Appleなどの主要なテック企業も、スタートアップも各分野で入り乱れ競争は熾烈化しています。

そのようなテックジャイアントが提供する技術インフラの恩恵もあり、いまでは非常に高度なARが安価な価格で、幅広いデバイスで体験できるようになってきており、いまこそARを導入すべきタイミングと言えるでしょう。