openxr

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目的

OpenXR は、低レベルのデバイス固有情報を抽象化してクロスプラットフォームの互換性を実現し、異なるハードウェアプラットフォームで動作する AR および VR アプリケーションを開発するための標準化された API を提供します。

使用する場面

デバイスごとにコードを書き直すことなく、複数のデバイス（Oculus、HTC Vive、Hololens など）で動作する AR／VR アプリを構築する場合や、ハードウェアに依存しない入力処理とレンダリングが必要な場合に OpenXR を使用します。

主な機能

• AR／VR デバイスのハードウェア抽象化により、バックエンドを実行時に選択できます。
• VR セッションを作成および破棄するためのセッション管理。
• コントローラーやジェスチャーのアクションセットによる入力処理。
• Vulkan や OpenGL などのグラフィックス API とのレンダリング連携。
• ヘッドセットやコントローラーの空間トラッキングとポーズ管理。

使用パターン

OpenXR を使用するには、まず必要な拡張機能を指定してインスタンスを初期化し、対象デバイスのセッションを作成して、入力用のアクションマップを設定した後、レンダーループに入ります。メインループでは常にイベントをポーリングし、セッション状態の変化を処理してください。クロスプラットフォームビルドでは、OpenXR ローダーにリンクし、環境変数または構成ファイルでランタイムを指定します。

主なコマンド／API

主な OpenXR 関数は次のとおりです。

• xrCreateInstance：XrInstanceCreateInfo 構造体を使用してインスタンスを作成します。"XR_KHR_vulkan_enable" などの拡張機能を指定します。 例：

  XrInstanceCreateInfo createInfo = { /* ... */ };
  xrCreateInstance(&createInfo, &instance);
  

• xrCreateSession：グラフィックスバインディングを使用してセッションを開始します。XrSessionCreateInfo を使用し、XrGraphicsBindingVulkanKHR を介して Vulkan にバインドします。 例：

  XrSessionCreateInfo sessionCreateInfo = { /* ... */ };
  xrCreateSession(instance, &sessionCreateInfo, &session);
  

• xrPollEvents：セッション状態の変化などのイベントを確認します。メインループ内で XrEventDataBuffer とともに呼び出します。 例：

  XrEventDataBuffer eventData;
  while (xrPollEvents(instance, &eventData) == XR_SUCCESS) { /* handle events */ }
  

• 構成ファイル：アクションマニフェストには、たとえば .json ファイル内の {"bindings": [{"path": "/user/hand/left"}]} のような JSON 形式を使用し、xrStringToPath で読み込みます。

統合に関する注意

OpenXR ローダーヘッダーをインクルードし、libopenxr_loader にリンクして OpenXR を統合します。グラフィックスには拡張機能固有のバインディングを使用します。Vulkan の場合は "XR_KHR_vulkan_enable" を有効にし、VkInstance を指定します。OpenGL の場合は "XR_KHR_openGL_enable" を使用します。XR_RUNTIME_JSON 環境変数でランタイムのパスを設定します（例：export XR_RUNTIME_JSON=/path/to/runtime.json）。特定のランタイムで認証が必要な場合（まれです）は、環境内で $OPENXR_API_KEY を使用します。

エラー処理

API 呼び出しの XrResult 戻り値を必ず確認し、成功の確認には XR_SUCCESS を使用します。よくあるエラーには XR_ERROR_INITIALIZATION_FAILED（拡張機能の不足など）や XR_ERROR_SESSION_LOST（デバイスの切断）があります。詳細をログに記録し、セッションの再作成などの復旧を試みて対処します。xrGetInstanceProcAddr を使用して関数を動的に読み込み、NULL ポインターでないことを確認します。

具体的な使用例

1. VR アプリの基本的なインスタンス作成とセッション設定：

   • コードスニペット：

     XrInstance instance;
     xrCreateInstance(...);  // Initialize with required extensions
     XrSession session;
     xrCreateSession(instance, ...);  // Bind to graphics API
     

   • 手順：-lopenxr_loader を指定してコンパイルし、デバイス上で実行します。イベントをループ内で処理してフレームをレンダリングします。

2. AR ゲームでのコントローラー入力の処理：

   • コードスニペット：

     XrActionSet actionSet;
     xrCreateActionSet(instance, ...);  // Define actions for buttons
     xrSuggestInteractionProfileBindings(...);  // Bind to device paths
     while (running) { xrSyncActions(session, ...); }  // Poll and process inputs
     

   • 手順：アクションマニフェスト JSON を作成して読み込み、xrGetActionStateBoolean を使用してボタンの状態を確認し、ゲームのロジックに反映します。

グラフ上の関連性

• クラスターとの関連：ar-vr（特定のハードウェア実装向けの「oculus-sdk」などのスキルと連携します）。
• タグとの関連：「openxr」（より広範な AR／VR エコシステムに関する「ar」および「vr」スキルにリンクします）。