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大規模VR環境の構築に必要なプラットフォームとは?

コラボレーションVRの構築に関わるスペシャリストたちに聞きました

VR(バーチャルリアリティ)技術の研究開発試作や教育訓練、シミュレーション用途への応用が進む中、VR環境下でコラボレーションができる「コラボレーションVR」技術が実用段階に入りつつあります。コラボレーションVRのコンセプトである「NVIDIA Holodeck」が稼働するプラットフォームについて、各分野のスペシャリストにお話をお伺いしました。

ハイパワーコンピューティングなワークステーション

Holodeck環境構築に適したワークステーションについて教えてください

「今回のVRデモ環境では、HP Z8 G4 Workstationを使用しています。このマシンは、既存のハイエンドモデルZ840の後継となる当社のフラッグシップモデルです。主な市場としては、製造業や建設業でのCAE、VR、AIなどのCPUとGPUを酷使するハイパワーコンピューティング用途を想定して設計した、スーパーハイエンドとも言うべき高性能機です。HP Z8 G4 Workstationは、次のようなCPU、GPU、メモリーを搭載していますので、大規模なVRモデルをストレスなく稼働させられます」(株式会社 日本HP 大橋秀樹氏)。

  • CPU:Intel Xeon シリーズプロセッサーを2基搭載可能。Xeon Platinum 8160ならば最大48コア構成。
  • GPU:NVIDIA Quadro P6000をはじめとしてP5000、P4000、GP100などのVR Readyカードを2基まで搭載可能でSLIやNVLinkに対応。
  • メモリー:デュアルプロセッサー時で最大3TB(テラバイト)、ストレージは40TB搭載できる。

Holodeck環境構築に適したHP Z8 G4 Workstation

冷却性能についてはいかがでしょうか?

「安定的に高性能を維持するための設計ポイントとなったのがその点でした。HP Z8 G4 Workstationでは、エアフローの設計を刷新し、筐体の上部・下部・前面とあらゆる方向から外気を取り入れて後部に排出する設計とし、高い冷却性能と静音性をさらに向上させました。

当社の開発チームでは、このエアフローを『オウム貝の内部構造から発想した』と言っています。これによって全てのパーツに新鮮なエアフローを十分供給できるため、CPUとGPUの性能を安定的に発揮させるハイパワーコンピューティングが可能になっています」(大橋氏)。

オウム貝から発想した内部エアフローのイメージ図

モバイルワークステーションとバックパックモデルについて教えてください

「モバイルでの利用については、HP ZBook 17 G4 Mobile Workstationがあります。Intel Xeon E3-1535M v6 プロセッサー、NVIDIA Quadro P5000グラフィックス、最大64GBのメモリーを搭載できるVR Readyモバイルワークステーションです。

HP Z VR Backpackはバッテリーごと背負って歩き回れるワークステーションです。VRヘッドセットを装着して没入型のVR環境に入って歩き回ろうとすると、ヘッドセットにつながるケーブルが邪魔になります。そこで、ワークステーションをバッテリーごと背負ってしまおうというコンセプトで開発したのがこの製品です。Quadro P5200を搭載しバッテリー駆動するため、ケーブルを気にせず自由に歩き回れるVR環境を構築できます」(大橋氏)。

株式会社 日本HP
パーソナルシステムズ事業本部
ワークステーションビジネス本部
本部長
大橋秀樹氏

リアルタイムなVRグラフィックスに不可欠な高性能GPU

VR用途のグラフィックカードにはどのような要件が求められますか?

「VRでは両眼に違う画像を表示するため、単純に言って2倍のピクセルを扱わなければなりません。しかもアタマを振る動作に対する画像更新が遅いとVR酔いと言われる不快感を生じるため、20ms(ミリ秒)以下の低レイテンシでの動作が求められます。実用的には90FPS(フィート毎秒)のリフレッシュレートが必要なため、CPU、グラフィックカード、HMDのハードウェア/ソフトウェアには、それだけの高性能なものが不可欠です」(エヌビディア合同会社 柿澤修氏)。

エヌビディア合同会社
シニアソリューションアーキテクト
柿澤修氏

VR用途に適したグラフィックカード選択のポイントを教えてください

「NVIDIAでは、プロフェッショナル向けグラフィックカードをQuadroブランドで販売していますが、そのうちのVRシステム向けに適した製品についてVR Readyのバッジを付与しています。具体的な製品としてはGP100、P6000、P5000、P4000シリーズ、モバイル向けではP5000、P5200などが該当します。

マルチGPUシステムでは、2基のグラフィックカードを連携して動作させるSLI認定のあるモデルを推奨しています。自動車や航空機、ビル設計などの大規模なCAD、AECあるいはデジタルコンテンツクリエイション(DCC)用途にはP6000またはGP100をSLI構成で、中規模から大規模なものについてはP5000、小規模から中規模なものにはP4000が適しています。他社のワークステーションやHMDについてもVR Ready基準に当てはまる製品にバッジを発行していますので、VRシステムを組む際の製品選択の目安にしてください」(柿澤氏)。

ヘッドセット ~人間工学的配慮も充実した快適な装着感・高い没入感~

VRヘッドマウントディスプレイの新製品、VIVE Proについて教えてください

「VR環境を実現するために欠かせない装置の一つがVRヘッドセットです。この度、HTC社は高画質VRヘッドセットとして著名なVIVEの最新モデル、VIVE Pro HMD(アップグレードキット)の日本国内提供を開始しました。

VIVE ProはVIVE(ビジネスエディション)の後継機です。解像度は2,880×1,600px(ピクセル)と、前世代のVIVEに比べてピクセル数で78%(パーセント)、PPI(ピクセル・パー・インチ)で37%アップしています。これによって、よりなめらかな画像が再生できるようになり、色の再現性も向上してさらにリアルなVR体験が可能になりました。視野角110°(度)、リフレッシュレート90Hz(ヘルツ)はVIVEと同じ仕様です。

オーディオはVIVEではオプションでしたがProでは標準装備となり、ハイレゾ対応ヘッドフォンが付属しています。VRコンテンツのビルド時に当社のSDKでサウンド制作をすれば360°の臨場感ある音場を再現できます。ヘッドフォンは取り外し可能ですのでお気に入りのヘッドフォンに差し替えられます。VIVEでは1個だったマイクを2個に増やし、アクティブノイズキャンセル機能を搭載しましたので、ノイズに邪魔されずにより自然な会話ができるようになりました」(HTC NIPPON株式会社 西川美優氏)。

HTC NIPPON株式会社
Sales Operation,VR Business Unit
ディレクター
西川美優氏

画素数のように、スペックの数字として直接現れない改良はありますか?

「ヘッドセットは人間の身体に触れるものですので、快適に装着できるかどうかがユーザー経験を大きく左右します。VIVE Proはよりソフトな装着感を実現するため、さらに外部からの光の侵入を防いで没入感を向上させるために、フェイスクッションの表面積アップ、ノーズパッド形状の改良、重心の調整などを行いました。メガネをかけたままでも利用できます。これらの改良が評価されて、1月に開催されたCES2018では28以上のアワードを受賞しました」(西川氏)。

VRシステム導入をトータルサポート

VRシステム構築にあたっての株式会社アスク様の役割を教えてください

「当社はNVIDIA社のパートナー、HTC社の代理店でもあり、IT商社としてVRシステムの導入をトータルにサポートしています。VRを実際に利用するためには、いろいろと細かなノウハウが必要で、経験のない会社がそれを1から試行錯誤して見つけていこうとすると時間がかかります。そこで、慣れない作業に手間をかけず短期間で結果を出すために必要なサポートをご提供しています」(株式会社アスク 樋熊祥平氏)。

株式会社アスク
技術部
FAE
樋熊祥平氏

具体的にはどのような部分でノウハウが必要なのでしょうか?

「大まかにプランニング、設備、コンテンツの3分野になります。プランニングはお客様がVRで実現したい内容、目的をヒアリングしてそれに適したハードウェア/ソフトウェアを選定し、コンテンツ制作体制やスケジュールを組むなど、全体の枠組みを企画立案する部分です。

設備については、例えば、VR環境を作るためには地上2m(メートル)の高さに、2.5~5m離して二つのセンサーを設置しなければなりません。これを取り付けるために壁を使う、ポールを立てるなどいくつかの方法から最適なものを選びます。ヘッドセットを装着して歩き回る動作を想定し、邪魔しないようなケーブルの取り回しも考えてマシンを配置しなければなりませんし、ショールームとして使う場合は全体の美観を保つような配慮も必要です。

コンテンツについて、例えば自動車や建築物のVRを制作する場合、CADデータを取り込んでマテリアライズやテクスチャの処理を加え、データを軽量化しインタラクションを作り込むといった作業が必要です。遠隔地から同時アクセスできるコラボレーションVR環境を作るためにはVR配信サーバーにアカウントを作ってセッティングしなければなりません。

こういった部分はお客様によって千差万別ですが経験がないとイメージできませんので、最終的にVRで何をしたいのかをよくヒアリングしてそれを最もよく実現できる仕組みを提案し、ご理解いただいてトータルサポートしていくのが当社の役割です」(樋熊氏)。

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