VR・AR技術と映像表示

VR（仮想現実）は、コンピュータが作った三次元の空間に利用者を没入させる技術であり、AR（拡張現実）は、現実の空間に付加情報を重ねて見せる技術である。どちらも、仮想世界の情報を画面に表示できる画像に変換するレンダリングと、利用者の位置や向きを計測して映像に反映する仕組みを土台にしている。

レンダリングと画像生成

レンダリングは、仮想世界の形状、位置、色、光源などの情報をもとに、ディスプレイに表示できる画像を作る処理である。物体の形を表すワイヤフレームやポリゴンを作る処理はモデリングに属し、レンダリングとは役割が異なる。 仮想世界の情報を画像に変換して描画する処理がレンダリングであり、物理法則に沿って物体を動かす物理シミュレーションや、現実と仮想の座標を対応づける位置合わせとは区別される。

光の相互反射と陰影

拡散反射する面どうしでは、一方の面が反射した光が別の面を照らすため、相互反射を考慮しないと明るさが正しく求まらない。ラジオシティ法は、各面の放射と反射率を用い、他の面から届く寄与を形態係数で重み付けして足し合わせることで、面の輝度を決める方法である。 一方、視点から光線を追跡して交点や反射・屈折を計算する方法はレイトレーシングであり、模様を物体表面に貼る処理であるテクスチャマッピングとは目的が異なる。

文字と映像の表示方式

ビットマップフォントは点の並びで文字の形を持つため、拡大すると画質が劣化しやすい。アウトラインフォントは文字の輪郭情報から描画するため、任意の倍率に拡大しても形を保てる。文字サイズを変えて表示する場合には、アウトラインフォントが適している。

ディジタルサイネージは、ディスプレイに映像や文字を表示して情報を伝える電子看板であり、広告や施設内の案内に用いられる。

組込み機器の表示では、LCD の表示データを情報サーバから LAN で取得し、LAN コントローラを経て表示バッファに書き込む流れがある。このとき、LAN の転送速度はビット単位、表示バッファへの書込み速度はバイト単位で示されることがあるため、単位を換算してから時間を求める必要がある。