Vuforiaの認識精度を上げるには

はじめに

前回、Vuforia for UnityのExtended Tracking機能を利用してGoogle Cardboardでポジショントラッキングということで記事を書いたところ、ブログ始めて以来の反響、非常に驚きました。モバイルVRでもポジショントラッキングをやりたい、というニーズは高いのかもしれません。
前回の記事では、結局十分な精度を実現できず、自分が動かなくても、プルプルとポジションが動いてしまう状態のままで公開をしましたが、その後、精度を上げる方法について調べましたので、これをご紹介しようと思います。

理想的なイメージとは？

Vuforiaは、イメージの特徴点を比較することで、イメージを認識します。特徴点の詳細については割愛しますが、Vuforiaの場合、この特徴点は「イメージを白黒化した上で、尖った部分
（三角形や長方形の角のような箇所）」に多く現れるようです（詳細はこちら）。
理想的なイメージは、
- コントラストがはっきりしている。コントラストが低いと「尖り」が分かりづらくなるため
- ごちゃごちゃしている。シンプルだと特徴点が少なくなってしまう
- 規則性がない。詳細は分かりませんが、特徴点を比較する上で、規則的な配列の特徴点は、認識率を悪化させるのだと思われます
もの、となります。

　

前回は、Vuforiaがサンプルとして提供している「stones」というイメージを利用しており、上記の条件は満たしております。

印刷品質・サイズ

次に疑われるのは、印刷したイメージの印刷品質・サイズです（詳細はこちら）。
印刷したイメージのサイズがあまりにも小さすぎると、カメラより入力した画像から十分な特徴点を抽出できず、認識を失敗したり・精度が不安定となります。サイズについては、端末ー印刷物間の距離(m)＜印刷物のイメージの幅✖️10以下、とするのが良いようです。前回私は幅30cmでイメージを印刷したので、距離は3m以内、ということになります。私はせいぜい2m程度の距離で試したため、印刷サイズの問題ではないようです。
印刷品質については、「コントラストはっきり」「テカらない」、かつ「印刷物に折り目などがない」ものである必要があります。
私は前回、ペラッペラの再生紙に、印刷品質「普通」で印刷したため、コントラストが低く、紙がよれてしまい一部部屋の光をかなり反射している、という最悪の状況になっていました。
そこで、ためしにイメージをディスプレイに表示し、試してみたところ、品質はかなり安定しました。早速こちらの紙を注文しました！

終わりに

前回品質が低かった理由は、単に印刷物が粗末だったためでした。ディスプレイ表示によるポジショントラッキングは、ゲーム等の開発に十分耐えうる品質（Oculus RiftやHTC Viveと比べればかなり低いですが)です。
ちなみに、名刺サイズの用紙に認識用イメージをプリントし、手の甲に貼り付ければ、簡易ハンドトラッキング（ハンドポジショントラッキングというのが正確）も可能な旨、確認しました。これらを駆使すれば、モバイルVRでも、Oculus RiftやHTC Viveの様な没入感のあるアプリを開発することもできそうですね。