Pico VR開発スタートガイド

Pico VR開発：Webエンジニアが学ぶパススルー活用術と実装の基本（Unity編）

Pico VR開発に関心をお持ちのWebエンジニアの皆様、こんにちは。「Pico VR開発スタートガイド」へようこそ。

皆様はWeb開発において、HTML、CSS、JavaScriptなどを使い、ユーザーインターフェース（UI）を設計し、データに基づいて表示を動的に変化させることに慣れ親しんでいらっしゃることと思います。VR開発、特にPicoのようなスタンドアロンデバイスでの開発は、3次元空間を扱い、物理的な移動や操作が伴う点でWeb開発とは大きく異なりますが、UI/UXに対する配慮やデータの扱いは共通する部分も多くあります。

この記事では、Picoデバイスのユニークな機能の一つである「パススルー」に焦点を当て、それが何か、なぜ重要なのか、そしてWeb開発の知識を持つ方がUnityを使ってどのようにパススルーを活用したアプリケーション開発に取り組めるのかを解説します。

パススルーとは何か

パススルー機能とは、VRヘッドセットに搭載された外部カメラが捉えた現実世界の映像を、ヘッドセット内のディスプレイに表示する機能です。通常、VRヘッドセットは現実世界から完全に隔離された仮想空間をユーザーに提示しますが、パススルーを利用することで、ユーザーはヘッドセットを装着したまま周囲の状況を確認したり、現実世界の物体と仮想の要素を組み合わせた体験を得ることができます。

この機能は主に以下の目的で使用されます。

• 安全性: ヘッドセットを装着したまま、家具などの障害物を避けたり、部屋の中を安全に移動したりするために利用されます。
• 現実世界との連携: キーボードを打ったり、コップを取ったりするなど、現実世界の物体を操作する必要がある場合に便利です。
• MR (Mixed Reality) 体験: 仮想オブジェクトを現実世界の映像の上に重ねて表示することで、MRあるいはAR（Augmented Reality）のような体験を作り出すことが可能です。Pico 4はカラーパススルーに対応しており、より自然な現実世界の映像を表示できます。

Web開発におけるUIデザインで、モーダルウィンドウが背景を暗くして特定の情報に注目させたり、固定ヘッダーがスクロール可能なコンテンツの上に常に表示されたりするように、パススルーは「現実世界の背景」という新しいレイヤーを提供し、その上に仮想的な情報をどのように重ねて表示するかというUI/UX設計の新たな可能性を開きます。

Picoにおけるパススルー機能の重要性

Picoデバイス、特にPico 4シリーズは、比較的高解像度かつカラーのパススルーに対応しています。これにより、単に安全確認のためだけでなく、パススルー映像を積極的にアプリケーション体験の一部として組み込むことが現実的になりました。

開発者は、このカラーパススルーを活用して、以下のようなアプリケーションを設計できます。

• 現実空間に溶け込むUI: ユーザーが普段利用している部屋の壁や机の上に、仮想的なダッシュボードや情報ウィンドウを表示する。
• 現実世界の物体を認識・活用する体験: 現実世界の机の上に仮想的なボードゲームを置く、現実世界のドアを開けて仮想世界へ進むといった、現実と仮想が連動するインタラクションを設計する。
• VR空間と現実空間のスムーズな遷移: 仮想空間での体験中であっても、瞬時に現実世界を確認できるようにし、ユーザーの安心感を高める。

これらの体験は、Web開発で培われたUI/UX設計の考え方や、ユーザーが情報をどのように認知し、操作するかという知見が非常に役立ちます。現実空間という制約の中で、いかに仮想的な要素を効果的に配置し、ユーザーにとって直感的で快適なインタラクションを提供できるかが重要になります。

Unityでのパススルー開発準備と基本設定

Picoデバイス向けのVRアプリケーションをUnityで開発する際、パススルー機能を有効にするには、PicoXR SDKを導入し、適切な設定を行う必要があります。

前提として、UnityプロジェクトでXR開発環境がセットアップされており、PicoXR SDKがプロジェクトにインポートされている状態を想定します。まだ準備がお済みでない場合は、先にPicoXR SDKの導入に関する記事をご参照ください。

1. プロジェクト設定の確認:

   • Unityエディタで Edit > Project Settings を開き、XR Plug-in Management を選択します。
   • Androidタブが選択されていることを確認し、「PicoXR」にチェックが入っていることを確認してください。
   • 同じくProject Settings内で、PicoXR の設定項目を選択します。

2. パススルーの有効化:

   • PicoXR 設定画面内には、パススルーに関する項目があります。通常、Enable Passthrough のようなチェックボックスや、パススルーモードを選択するドロップダウンメニューが用意されています。
   • ここでパススルー機能を有効に設定します。設定内容はSDKのバージョンによって若干異なる場合がありますが、ドキュメントを参照しながら進めてください。

3. パススルー表示の方法:

   • パススルー表示自体は、XRカメラの設定やPicoXR SDKによって自動的に処理されることが多いです。開発者は、通常、現実世界の映像がバックグラウンドとして表示され、その上に仮想的なUnityのシーンがレンダリングされるという構造を意識することになります。
   • 仮想空間のオブジェクトやUI要素は、カメラ（XR Origin）からの距離や位置に基づいて、パススルー映像の上に適切に配置されることになります。

これにより、特別なスクリプトを書かずとも、デフォルトのパススルー表示が有効になります。ユーザーがヘッドセットを装着し、アプリケーションを起動すると、現実世界の映像がヘッドセット越しに見える状態になります。

パススルーを活用した表現の実装アイデア

パススルーが有効になっただけでは、単に現実世界が見えるだけです。ここにWeb開発で培ったUI/UXの知見を活かし、仮想的な要素を重ね合わせることで、パススルーならではの体験を作り出します。

1. 現実空間へのUI表示

これはWebサイトで要素を画面上の特定の場所に固定表示するレイアウトに似ています。Unityでは、World Space Canvasを使用してUI要素を3D空間に配置し、パススルー映像の上に重ねて表示します。

• 実装:
  • 新しいCanvasを作成し、Render Modeを「World Space」に設定します。
  • Canvasをユーザーの目の前に配置します（例: XR Originの子オブジェクトとして、適切な距離に配置）。
  • このCanvas上にButtonやTextなどのUI要素を配置します。これらの要素は、現実世界の背景の上に浮いているように見えます。
• UI/UXの考慮:
  • UI要素の透明度や大きさ、配置場所を調整し、現実世界の視界を妨げないように配慮します。
  • ユーザーが現実世界の物体（机など）を基準にUIを配置できるように、位置調整機能を提供することも考えられます。

2. 現実世界の物体とのインタラクション

パススルー映像を通じて現実世界の物体が見えるため、仮想的な要素が現実世界の物体とインタラクトしているように見せることで、より没入感のある体験を提供できます。

• 実装:
  • ユーザーが認識している現実世界の物体の位置に、仮想的なColliderを持つ透明なオブジェクトを配置します。これにより、仮想オブジェクトが現実世界の物体と衝突しているように見せることができます。
  • ハンドトラッキング機能を利用し、ユーザーの手が現実世界の物体に触れるジェスチャーを検知し、それと連動して仮想的なエフェクトを表示するといったことも可能です。
• UI/UXの考慮:
  • 現実世界の物体を正確にトラッキングすることは難しいため、多少のずれを許容できるようなインタラクションデザインが必要です。
  • ユーザーがどの現実世界の物体とインタラクトできるのか、視覚的に分かりやすく提示することが重要です。

3. AR的な空間デザイン

パススルー空間を「キャンバス」として捉え、仮想的なオブジェクトやエフェクトを配置し、AR的な世界観を構築します。

• 実装:
  • ユーザーが現実世界の特定の場所（壁、床など）に仮想的なオブジェクトを配置できる機能を提供します。これは、ゲームであればキャラクターや家具を配置する、情報アプリであればデータ可視化オブジェクトを配置するといった応用が考えられます。
  • 現実世界の空間に合わせて仮想的なライティングや影を調整することで、より自然な合成映像を作成します。これは高度なテクニックですが、体験の質を大きく向上させます。
• UI/UXの考慮:
  • ユーザーが直感的に仮想オブジェクトを配置、操作できるインターフェースが必要です。Web開発でのドラッグ＆ドロップ操作や要素のプロパティ調整といった概念が応用できます。
  • 現実世界の空間をスキャンし、メッシュを生成する技術（Pico SDKが提供する場合がある）を利用すると、より正確な空間認識に基づいたAR表現が可能になります。

実装上の注意点

パススルー機能を活用した開発には、いくつかの注意点があります。

• パフォーマンス: カメラ映像の処理と3Dレンダリングを同時に行うため、デバイスへの負荷が高くなる傾向があります。特に、高解像度のカラーパススルーを使用する場合は、パフォーマンス最適化がより重要になります。描画負荷の高い仮想オブジェクトを多数配置しない、シンプルなシェーダーを使用するといった工夫が必要です。
• 視覚的な歪みと遅延: カメラの特性や処理の遅延により、パススルー映像に歪みが生じたり、ユーザーの動きに対して映像の追従が遅れたりすることがあります。これはVR酔いの原因にもなりうるため、可能な限り歪みや遅延を補正する設定を行うことが望ましいです。
• プライバシー: パススルー機能は現実世界を撮影します。アプリケーション内でカメラ映像をどのように扱うか、録画や外部への送信の可能性がないかなど、ユーザーのプライバシーに十分配慮する必要があります。利用規約等で明確に説明することも重要です。
• VR酔い: パススルー環境でも、仮想オブジェクトの不適切な配置や動き、現実世界の映像とのずれなどが原因でVR酔いを引き起こす可能性があります。特に、パススルー映像と仮想オブジェクトが異なる速度で動いたり、視覚情報とユーザーの身体の感覚が一致しなかったりする場合に発生しやすいです。パススルーを活用したインタラクションや移動方法を設計する際は、VR酔い対策を考慮する必要があります。

まとめ

この記事では、Pico VR開発におけるパススルー機能の基本と、Web開発経験を持つエンジニアがUnityを使ってその機能を活用するための最初のステップについて解説しました。

パススルーは、現実世界と仮想空間を融合させる新しい開発領域であり、Picoデバイスの可能性を広げる重要な機能です。Web開発で培ったUI/UX設計のスキルや、ユーザー視点でのインタラクションデザインの考え方は、パススルーを活用したMR/AR体験の設計において非常に役立ちます。

Unityでの具体的な設定方法や、現実空間へのUI表示、物体とのインタラクションといった実装アイデアを通じて、パススルー開発の基礎イメージを掴んでいただけたことと思います。

今後は、さらに具体的なパススルー空間におけるインタラクション実装や、空間認識技術と連携した応用など、より進んだトピックについても掘り下げていく予定です。ぜひ、ご自身のアイデアを形にするために、パススルー機能を使った開発に挑戦してみてください。

この記事が、皆様のPico VR開発のスタートに役立つことを願っております。