【3分で分かる、VPSの仕組み】AR領域で不可欠である理由・活用事例を分かりやすく解説


ARの機能を大幅にアップデートできるテクノロジー、それがVPS(Visual Positioning Service)です。

ARは現実世界にCG映像や情報を拡張表示させる技術のことですが、現実世界に紐付いた情報を表示させるには、その『物体』を正しく認識しなければなりません。

その現実世界の物体やその位置を正確に把握するものこそが、VPSなのです。

今回の記事では

  • VPSとはどんな技術か
  • VPSの仕組み
  • ARがVPSを必要とする理由
  • VPSの実際の活用例

といった点を紹介します。

これからの新しいAR時代が始まるために不可欠な技術である、VPSの真価に迫ってみましょう。

VPS(Visual Positioning Service/System)とは

VPSは「ヴィジュアル・ポジショニング・サービス/システム(Visual Positioning Service/System)」の略で、画像から位置を測定するサービス・もしくはシステムを指します。

VPSが何であるかを理解するには、同じく位置情報を測定するシステムである「GPS」と比較すると分かりやすいでしょう。

スマホにも搭載されているGPSは「グローバル・ポジショニング・システム(Global Positioning System)」の略で、人工衛星から得られた情報に基づいて個人の位置を特定します。

一方のVPSは、 スマホやARグラスなどのカメラを通して得られた情報を基に向きや方角などのより細かな位置情報を特定する新たなシステムで、GPSを補完するサービスという見方もされています 

VPSで自分の目の前にある建物などで位置情報を測定することによって「今自分がどの場所にいて、どの方角を向いているのか」といったより細かな位置情報を特定することが可能になります。
※スマホやARグラスのカメラをユーザーの「目」のように利用して、向きや方角を認識するイメージです。

VPSは位置推定の誤差が少なく、建物内でも位置情報を取得できることが強み

VPSの利点はこれだけではありません。

GPSによる測位ではどうしても、数メートル単位の誤差が生じることがありますが、 GPSとVPSを組み合わせることによって、誤差数センチ以内という高精度な位置情報が測定できるようになります 

またVPSは画像によって自分の位置を特定するため、ビルが乱立する都市部や建物の中などGPSの電波を捉えるのが難しいエリアでも位置情報の取得が可能

さらに重要な点として、VPSは自分の位置情報だけではなく建物や物体の位置情報もより正確に特定することができます

これが実はVPSがARに必要不可欠と言われる所以なのです。

ちなみに、同じVPSという略語を用いるサービスに「Virtual Private Server(仮想専用サーバー)」がありますが、この2つはもちろん全く異なるものです。

Virtual Private Serverの方がより一般的に使用されているため、ネットでVPSを検索する際などに混同しないよう注意してください。

VPSの仕組み:カメラなどの画像を使用したデバイスの位置推定技術

では、VPSはどのように向きや方角などの細かな位置情報を特定することができるのでしょうか?

VPSは、

  1. 「すでに位置が特定されている一連の画像」を元にしてマップを作成し、
    建物や橋の輪郭などの視覚的特徴についてそれぞれを分析・特定化
  2. 視覚的特徴をまとめたデータを検索可能なインデックスとして作成し、
    GPSの情報と紐付け
  3. そうした組み合わせた情報とスマホのカメラを通して得られた画像を比較し、
    ユーザーの向きや建物の位置などを特定

そのため、VPSはシステムを構築するためには膨大な画像情報や地図データが必要となります。

VPSの実用化には技術的な面だけでなく、そうした膨大な情報を入手するための物理的な課題が指摘されていたのです。

しかし、Googleは「ストリートビュー」を通じて世界中の都市の景観や道路などの画像情報を蓄積しており、それらの画像データを活用してGoogleはVPSの開発も一気に進めることができているのです。

VPSがARの可能性を広げる理由

VPSはその仕組み上、自分の位置情報だけではなくカメラで捉えた建物や物体の情報も取得しますが、これはオブジェクトを正確に表示するために、正確な位置情報が必要となるARに非常に適した技術と言えます

AR(Augmented Reality/拡張現実)は、現実世界にCG映像などを重ね合わせて表示(拡張)させるテクノロジーのこと。

位置情報に合わせて必要な情報を表示させるには、現実世界の物体やその位置を正確に認識できなければなりません。

例えば、上の写真のようにスマホを建物にかざすと、その建物の情報をARで表示させるサービスを考えてみてください。

カメラが建物を捉えると、VPSによってその建物を認識し、GPSやマップ情報と紐付けられます。

そうして得られた情報を元に、ARでユーザーに役立つ情報(店の名前や評価など)が表示されます。

VPSは自分と建物の位置関係だけではなく、その建物そのものを認識できる(そうでなければそもそも測定できない)ため、その建物(位置情報)に適合するARを表示できるわけです。

VPSはARの真価を発揮するのに最適。いやむしろ、ARが今後さらに社会で活用されていくには、VPSは必須の技術となるでしょう。

VPSの登場によって、これから到来するであろうARグラス時代に、コンテンツを任意の場所へ正確に出現させることができるようになるのです。

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事例⑴、Google TangoとGoogle Mapsを組み合わせたVPSをGoogleが発表

ではここからは、実際のVPSの活用事例をいくつか見てみましょう。

始めはやはり、VPSの開発で先んじているGoogleの活用例です。

Googleは、Google TangoとGoogle Mapsを組み合わせたVPSの開発を継続して行っています。

Google Tangoとは:スマホAR向けプラットフォーム

「Google Tango」は、2014年に発表されたスマホ向けのARプラットフォームのこと。

スマホに搭載されたセンサーやカメラを利用して空間認識や奥行き、モーションなどを把握できます。

2018年にGoogle Tangoの開発とサポートは終了し、新たに「ARCore」というプラットフォームに一本化されましたが、本文中ではVPSの開発の経緯を分かりやすく説明するため、Google Tangoの表記を用いています。

Google Tangoの空間認識処理能力はVPSの利用に最適。GoogleはGoogle MapとGoogle Tangoを組み合わせることによって、GPSの利用が困難な屋内でも、より精度の高い位置情報を取得できるようになる、としています。

GoogleのVPSを使ったARの概要

Google Tangoとそれに続くARCoreは、ARをスマホで簡単に利用するための標準プラットフォーム

特別なセンサーやカメラを必要とせず、一般的なスマホに搭載された機能だけでARを利用することができるようになります。

VPSもスマホやARレンズのカメラを通して物体を認識・位置情報を特定する技術ですから、それぞれの強みを活かしつつ、よりユーザーに便利なサービスを提供することができます。

Google MapにおけるVPS活用イメージ

Google MapとGoogle Tangoを組み合わせたVPSにより、一般的なナビも大きく生まれ変わります。

上の写真のように、Google MapにVPSを取り入れると「カメラで交差点を覗き込むと自分の位置や向きをスマホが認識し、どちらに曲がったら良いかを矢印で示す」といったことが可能になります。

特に歩行時に自分が今どこを向いているかよく分からない、という時などに重宝するでしょう。

また、VPSで建物を認識し、それをGoogle Mapの情報と紐付ければ、いちいちナビを中断してその建物の情報を呼び出さなくてもリアルタイムで情報を表示させることも可能です。

わざわざ検索する必要がないので、これまで知らなかった店を発見するのにも役立つでしょう。

VPSを利用したGoogle Mapのナビゲーション機能は、現在一部ユーザー向けにテスト開発が行われています(スマホをずっとかざしながらナビの画面を見るのは安全上の懸念があるため、一般向けの公開は今のところ未定)。

屋内利用に最適、VPSを使ったGoogleのAR映像

VPSはGPSが利用できない屋内で利用するにも最適です。

こちらの動画をご覧ください。

この動画にあるように、例えばホームセンターである工具を探している時にVPSを活用すれば、その商品の場所を正確に知ることができます。その場所までのナビももちろん可能。

これは大型の工場や倉庫などで非常に役立つシステムとなるでしょう。

スマホではなく、ARグラスを利用すれば安全性も担保することができます。

Google MapとVPS、そしてARの活用は、まず業務用で広がっていくのかもしれません。

事例⑵KDDIが電通デジタル・ZEPPELINと提携、VPS技術のSturfeeとも協力

続いてのVPSの活用事例は、KDDIがAR広告プラットフォーム事業を行う株式会社ZEPPELIN・株式会社電通デジタルと提携し、ZEPPELINの開発した「ARaddin(アラジン)」を活用した新たな広告モデルになります。

ARaddinとは?

ARaddinはZEPPELINが開発したARプラットフォームで、建物の壁面などにAR処理された広告を表示させることができます。

この提携によって、KDDIが戦略パートナーシップを結ぶアメリカのSturfee社のVPS技術をARaddinにも搭載し、ARを用いた広告事業の実証実験を始めています。

パートナーシップや取組みの概要

ARaddinは、AR技術によって事前に登録したビルの壁面などに動画広告を表示させることができます。

ユーザーがスマホカメラをビルに向けると、人物や商品などの動画が飛び出します。

映画「Back to the Future Ⅱ」でサメのCGが飛び出したり、「マイノリティ・リポート」でデジタル広告がトム・クルーズに話しかける場面などを思い浮かべるとと分かりやすいでしょう。

こうした従来無いインタラクティブな広告によって、ユーザーへの訴求力をより高めることができます。

(余談ですが、映画「マイノリティ・リポート」で示された未来技術は、かなりの精度で現実のものとなりつつあります。未鑑賞の方は、ぜひ一度ご覧になってみてください。)

もちろん、建物の情報や位置情報を測定するにはVPSが不可欠です。

今回の実証実験は、VPSとARの相性の良さを十分に活かした試みと言えるでしょう。

産業をアップデートする?広告業界がARを活用する意義

KDDIや電通デジタルが新たな実証実験を始めたのは、広告業界の現状を打破するために他なりません。

日本における広告費は、2000年をピークに右肩下がりが続いています。

現在はネットやSNSを利用したよりニッチな広告も行われていますが、過度な訴求によって広告そのものに否定的になっている消費者も少なくありません。

そうした状況を変えるべく、「出稿される広告が消費者”個人”にカスタマイズされている。消費者自身が積極に見たくなる広告」をコンセプトに行われたのが、今回の実証実験なのです。

消費者は自らスマホを建物にかざすことによって、自分だけしか見られない映像表現という形の広告に触れることができます。

単なる静止画や商品の情報だけではなく、人物や動画を組み合わせることによって、それ自体が一つのエンターテイメントのように感じられることでしょう。

消費者にとっては受け身一方であった従来の広告から脱却し、よりインタラクティブな広告体験を可能とします。

ネガティブに見られがちな広告を、消費者自らが『参加』することによって、新しい体験を生み出すことが真の狙いなのです。

※広告業界のAR活用方法や海外の事例解説: 2020年ARの広告・プロモーション活用事例|仕組みやメリットなど徹底解説

ZEPPEINとしても、独自開発したARaddinをVPSと組み合わせることによって、AR市場におけるARaddinの価値をより高めることができます。

そして我々消費者からみても、普段見慣れた街の景観がARで一変するのは、ワクワクするような体験となることでしょう。

5G時代を迎えて通信環境が様変わりする中、「通信とライフデザインの融合」を推進するKDDIにとって今回の提携と実証実験は、新しい体験価値の創造という点においても、非常に重要なものなのです。

 

XR-Hub運営元、株式会社x gardenは国内の大手企業を始めとしたARサービス開発の実績が多数あります。

初回コンサルティングは無料で承っておりますので、ARやVRを自社の既存事業や新規事業で活用したいご担当者様は気軽にご相談ください。

事例⑶KDDIとデジタルガレージがVPSの実証実験を実施

KDDIのVPS活用は広告だけにとどまりません。

サンフランシスコを拠点とするIT企業、株式会社デジタルガレージとともに、ARとVPSを活用して「渋谷エンタメテック推進プロジェクト」事業に参画しています。

デジタルトランスフォーメーション「渋谷エンタメテック推進プロジェクト」とは?

渋谷エンタメテック推進プロジェクトは、デジタル空間上に「もう一つの渋谷」を創ろうというプロジェクト

5G時代の到来とともに、現実とデジタル、2つの渋谷をつなげることによって新たな文化を発信していこうというものです。

KDDIとデジタルガレージは独自のARアプリを開発し、VPSで得た位置情報をもとに、様々なARコンテンツを提供する実証実験を行っています。

公式サイト

渋谷エンタメテック推進プロジェクトにおけるAR活用の概要

渋谷エンタメテック推進プロジェクトでは、専用アプリを搭載したスマホを渋谷の街にかざすことによって、『ヴァーチャルな渋谷』が出現します。

その日の気温や天気予報などの実用的な情報だけではなく、空を飛ぶクジラやハチ公、動画広告なども表れます。

このプロジェクトは単に渋谷の街に新しい彩りを添えることを目的としていません。

VPSによる位置情報とARによって、新しい渋谷を創造する試みなのです。

ユーザービリティが高く、エンタメにも富んだ渋谷のライフスタイルを実現

ARによって現実の中にもう一つのデジタルの街を創造するというビジョンが「デジタルツイン(サイバー空間に仮想で構築される、現実空間のコピー情報)」と親和性の高さを感じます。

今回の渋谷エンタメテック推進プロジェクトは、

  • 渋谷の空を見上げると天気予報が表示される
  • CMや食べログの飲食店情報などもARで表示
  • ユーザーに合わせて道順・ルートも最適化
  • 現在地に基づく実際的で役立つ情報も入手
  • クジラが渋谷の空を優雅に泳いでいる

といった形で「様々な情報を場所やユーザーに最適化しARで表示する」という利便性の高さと、「あらゆる生活シーンを楽しく感じさせるワクワク感」を同時に実現するものでしょう。

これこそ、VPSを活用する大きなメリットと言えるでしょう。

本プロジェクトの取りまとめ役となる渋谷区観光協会代表理事の金山氏は、

「渋谷には実は、動物園や水族館などの大きな観光資源がありません。でも、もしかするとバーチャルな空間になら、色々ものが作れるかもしれない。築家やインテリアデザイナーだけではなく、バーチャルな空間のデザイナーと、三位一体になって街の景色を作っていく時代になるんじゃないか」

と述べ、ARによる『街づくり』に期待を寄せています。

渋谷エンタメテック推進プロジェクトは、2020年1月以降渋谷エリアの5Gサービス拡大に伴い、順次新たなイベントや実証実験を行う予定です。

VPSとARを活用して渋谷の街をアップデートしていく計画は、これからまさに本格的なスタートを切ろうとしています。

英スタートアップ「Scape Technologies」は資金調達に成功した後、Facebookが買収

イギリスのスタートアップ企業であるScape Technologies社は、2019年1月にVPSの開発のために800万ドル(約9億円)の資金調達に成功し、2020年2月にはFacebookに買収されました。

Scape Technologiesの技術力とは

Scape Technologies社が開発するVPSフレームワーク「Scape VPS」は、広大なエリアを正確にマッピングできる新たな技術として注目されています。

現在市販されいているHoloLens2Magic Leap OneNreal LightなどのARグラスは、デバイスに内蔵されたトラッキングセンサーによってミリ単位の空間情報を読み込み、マッピングすることが可能です。

しかし、デバイス単独でのマッピングにはどうしても限界があります。

例えば、細かな空間情報をトラッキングできる一方で、広大なエリアをマッピングするのは不得手ですし、遠距離にある物体を把握することもできません

そもそも、広範囲の位置情報を計測するのはGPSの方が長けていますし、VPSはあくまでもユーザーの周辺の細かな位置情報を取得するという具合に、お互いを補完する形でシステムの開発が行われてきました。

ところが、Scape Technologies社の「Scape VPS」は、従来のマッピングとは全く異なるアプローチを採用しています

GPSから得られた位置情報を元に、VPSで細かな情報を追加していくのではなく、 Scape VPSで画像データを収集し、それによって新たに3Dマップを構築するというものです 

VPSから3Dデータを構築するため、取得された位置情報や物理オブジェクトは非常に精度の高いものですし、独自の技術によって、広大なエリアでも正確にマッピングすることが可能です。

一つの都市全体をセンチ単位の精度で3Dマップ化する、と言えば分かりやすいでしょうか。

さらに、こうして得られた3D位置情報は、クラウドにアップデートされることによって、他のARデバイスやスマホ、IoTデバイスにもやり取りが可能。

この技術の応用先として、IoT・モビリティ領域(自動運転など)、ロジスティクス、ロボット工学の精度向上にも貢献すると考えられています。

何よりも、Scape VPSは一般の方々が手にしているようなスマホでも映像情報の入手が可能ですから、専用の機材を使うよりもはるかに安いコストで正確な位置情報・3Dマッピングが構築できます。

Scape Technologies社は手始めにロンドンからVPSによる3Dマッピングを開始し、順次ほかの都市へもサービスを拡大していくとしています。

FecebookがScape Technologiesを買収した背景を考察

2020年2月、Facebook社が「Scape Technologies」の株式を75%以上取得したことが明らかになりました。

Facebookは以前、リアルタイム性の高い経路検索や、位置情報位に基づく有益な情報提供などが強みであるカーナビアプリ運営元「Waze」の買収に失敗しています。
※Waze社はクラウドソース型の世界最大級の位置情報プラットフォームであり、ARプラットフォーム構想をもつFacebookにとって精度の高いロケーション情報の入手は不可欠でした。

そして、Facebookは2019年9月に「Oculus Connect 6」で世界の3Dマップ化を目指すプロジェクト「LiveMaps」とARグラスの開発を発表しており、今回の買収はその一環であり、中でも鍵となるアクションであると言えるでしょう。

LiveMapsは”ユーザーがスマートフォンなどで撮影した画像をクラウドソースとして利用し、マッピング技術やマシンビジョンを使って世界中を3Dマップ化する計画”であり、まさにScape Technologiesが開発していた技術領域。

この際、クラウドサイドでデータ処理を行うのでグラスの計算処理負担は低く、スタンドアロン型のスマートなARグラス(グラス単体で使用できるデバイス)が実用可能になると想定されます。

※詳しくはこちらの記事をご覧ください:【OC6まとめ】Horizon/LiveMapsなど会場が湧いたポイントを解説!

よって今回のFacebookによるScape Technologies社の買収は理にかなっていると言えます。

まとめ・AR時代の戦略策定なら

XR-Hubを運営している株式会社x gardenはXR事業導入・事業戦略コンサルティングを展開しており、国内の大手観光企業・エンタメ企業を始めとしたコンサル実績が多数ございます。

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また、今回の記事を読んでいただくと、現実世界にCGを拡張して表示させるARと、画像によって位置情報を認識できるVPSを組み合わせることによって、ARがそのポテンシャルをフルに発揮できるようになることがよくご理解いただけたでしょう。

VPSとARがもたらす新しい世界は、私たちの社会を一変させる大きな可能性を秘めています。

未来を切り開くVPSとARの技術開発には、引き続き最大限の関心を払って注視していきましょう。

※関連記事:
【2019年最新版|ARビジネス活用事例11選】効率化や精度の向上など、産業のAR化のメリットに迫る


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今泉滉平:株式会社x garden執行役員 / XR-Hub 事業責任者

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