Вас интересует, что такое наложение и тактильное общение, что такое дополненная реальность? Что такое смарт-очки и наголовные дисплеи? Какая разница между дополненной и виртуальной реальностью? Что такое мобильные вычисления? Что означают все эти цифровые тенденции? Вам кажется, что вы никогда не угонитесь за этими технологиями? Не волнуйтесь, дышите ровно. Мы здесь для того, чтобы помочь вам в этом разобраться.
Итак, вы что-то слышали о AR/VR/MR и хотели бы узнать больше. Для большинства людей это еще довольно абстрактная и экзотическая технология, которая часто воспринимается как научная фантастика из голливудских фильмов: анимированные голограммы, интерактивные дисплеи и виртуальные 3D-модели. На самом деле все эти вещи уже существуют.
Реальная среда, модифицированная компьютерными объектами, присутствует во многих сферах — от авиации до компьютерных игр, просто мы, как пользователи, не задумываемся об этом. Если вы в последние годы пробовали ловить покемонов или разместить мебель в своей комнате через приложение IKEA, поздравляем – вы использовали технологию дополненной реальности, у которой есть куда более широкое поле для развития. Да, она по-прежнему находится в разработке, и многие инженеры и технические компании по всему миру работают над ее улучшением. И все-таки давайте выясним, что же такое дополненная реальность, и начнем, пожалуй, с этого захватывающего видео от Magic Leap.
Что такое дополненная реальность (Augmented Reality — AR)?
Это технология, которая расширяет наш физический мир, добавляя к нему слои цифровой информации. В отличие от виртуальной реальности — Virtual Reality (VR), AR не создает целые искусственные среды для замены реального мира виртуальным, а проявляется в прямом представлении о существующей среде, добавляя к ней звуки, видео, графику.
Представление физической среды реального мира с наложенными компьютерными изображениями таким образом, что происходит изменение восприятия реальности и есть AR (Augmented Reality).
Сам термин был придуман еще в 1990 году, и одно из первых его коммерческих применений было осуществлено на телевидении и в армии. С развитием Интернета и смартфонов, AR выкатила вторую волну своего присутствия в современном мире и в настоящее время связана в основном с интерактивной концепцией. 3D-модели непосредственно проецируются на физическое пространство и предметы, сливаясь вместе в реальном времени. Различные приложения дополненной реальности влияют на наши привычки, социальную жизнь и индустрию развлечений.
Приложения AR обычно соединяют цифровую анимацию со специальным «маркером» или с помощью GPS в телефонах для определения местоположения. Аугментация происходит в реальном времени и в контексте физической среды, например — наложение баллов в спортивных соревнованиях в прямом эфире.
Сегодня существует 4 типа дополненной реальности:
- без маркерная AR
- маркерная AR
- проекционная AR
- AR на основе наложений
Краткая история AR
AR в 1960-х годах. В 1968 году Иван Сазерленд и Боб Спрулл создали первый дисплей для ношения на голове, который они назвали «дамоклов меч». Очевидно, это было грубое устройство, которое отображало примитивную компьютерную графику.
AR в 1970-х годах. В 1975 году Майрон Крюгер создал Videoplace — лабораторию искусственной реальности. Ученый предусматривал взаимодействие человеческих движений с цифровыми предметами. Позднее эта концепция использовалась для некоторых проекторов, видеокамер и экранных силуэтов.
AR в 1980-х годах. В 1980 году Стив Манн разработал первый портативный компьютер под названием EyeTap, предназначенный для ношения перед глазами. Он записывал сцену, чтобы позже накладывать на нее эффекты, и показывать все это пользователю, который мог играть с ними с помощью движений головы. В 1987 году Дуглас Джордж и Роберт Моррис разработали прототип head-up display (HUD). Он показывал астрономические данные, наложенные на реальное небо.
AR в 1990-х годах. 1990 год ознаменовался появлением термина «дополненная реальность». Впервые определение появилось в работе Томаса Кауэлла и Дэвида Мизелла — исследователей компании Boeing. В 1992 году Луис Розенберг из ВВС США создал систему AR под названием «Virtual Fixtures». В 1999 году группа ученых под руководством Фрэнка Дельгадо и Майка Абернати проверила новое навигационное программное обеспечение, которое генерировало данные о взлетно-посадочных полосах и улицах с видео вертолета.
AR в 2000-х годах. В 2000 году японский ученый Хироказу Като разработал и опубликовал ARToolKit — SDK с открытым исходным кодом. Позже он был настроен на работу с Adobe. В 2004 году Trimble Navigation представила наружную систему AR, установленную на шлеме. В 2008 году Wikitude создали AR Travel Guide для мобильных устройств Android.
AR сегодня. В 2013 году Google осуществила бета-тестирование Google Glass — с подключением к Интернету через Bluetooth. В 2015 году Microsoft представила две совершенно новые технологии: Windows Holographic и HoloLens (AR-очки с множеством датчиков для отображения HD-голограмм). В 2016 году Niantic запустил игру Pokemon Go для мобильных устройств. Приложение взорвало игровую индустрию и всего за первую неделю заработало 2 миллиона долларов.
Как работает дополненная реальность.
Для AR может использоваться определенный диапазон данных (изображения, анимация, видео, 3D-модели), и люди будут видеть результат как в естественном, так и в синтетическом свете. Кроме того, пользователи знают, что они находятся в реальном мире, который просто дополнен компьютерным зрением, в отличие от виртуальной реальности (VR).
AR может отображаться на разных устройствах: экранах, очках, карманных устройствах, мобильных телефонах, наголовных дисплеях. Она включает в себя такие технологии, как S.L.A.M. (одновременная локализация и отображение), отслеживание глубины (данные датчика, вычисляющие расстояние до объектов), а также следующие компоненты:
Камеры и датчики. Сбор данных о взаимодействиях пользователей и отправка их для обработки. Камеры на устройствах сканируют окружение, и с помощью этой информации устройство находит физические объекты и генерирует 3D-модели. Это могут быть камеры специального назначения, например, в Microsoft Hololens, или обычные камеры смартфонов для фото и видео.
Обработка. В конечном итоге устройства AR должны действовать как маленькие компьютеры, как это уже делают современные смартфоны. Точно так же они требуют процессора, графического процессора, флэш-памяти, ОЗУ, Bluetooth/WiFi, GPS и т. п., чтобы иметь возможность измерять скорость, угол, направление, ориентацию в пространстве.
Проекция. Это происходит с помощью миниатюрного проектора на гарнитурах AR, который принимает данные от датчиков, обрабатывает их и выводит на поверхность для просмотра. Фактически, использование проекций в AR еще не полностью разработано так, чтобы его можно было использовать в коммерческой среде: товарах или услугах.
Отражение. У некоторых устройств AR есть зеркала, которые помогают человеческому глазу просматривать виртуальные изображения. У некоторых есть массив маленьких изогнутых зеркал, а у некоторых — двустороннее зеркало, отражающее свет от камеры и глаз пользователя. Целью таких траекторий отражения является правильное выравнивание изображения.
Типы дополненной реальности
Маркерная AR. Иногда ее еще называют распознаванием изображений, поскольку в этом случае для сканирования требуется специальный визуальный объект и камера. Это может быть что угодно — от печатного QR-кода до специальных знаков. В некоторых случаях устройство AR также вычисляет положение и ориентацию маркера для размещения содержимого. Таким образом, маркер инициирует цифровые анимации для просмотра пользователями, в следствие чего изображения могут превращаться в 3D-модели.
Без маркерная AR. Основана на дополненной реальности, которая использует GPS, компас, гироскоп и акселерометр для предоставления данных на основе местоположения пользователя. Затем эти данные определяют, какой контент AR вы находите или получаете в определенной области. При наличии смартфонов этот тип AR обычно создает карты и направления, а также данные о ближайших компаниях. Приложения включают события и информацию, всплывающие рекламные объявления, навигационную поддержку.
Проекционная AR. Данный тип использует проецирование синтетического света на физические поверхности, а в некоторых случаях дают возможность взаимодействовать с ним. Это голограммы, которые мы все видели в фантастических фильмах, таких как «Звездные войны». Технология определяет взаимодействие пользователя с проекцией по ее изменениям.
AR на основе совмещений (наложений). В этом случае происходит полная или частичная замена исходного представления дополненным. Распознавание объектов играет здесь ключевую роль, без нее вся концепция просто невозможна. Мы все видели пример наложенной дополненной реальности в приложении IKEA Catalog, который позволяет пользователям размещать виртуальные предметы из каталога мебели в своих комнатах.
Устройства дополненной реальности
Многие современные устройства уже поддерживают AR. От смартфонов и планшетов до специальных гаджетов, таких как Google Glass, или карманных устройств. И эти технологии продолжают развиваться. Для обработки и проектирования устройства и аппаратные средства AR в первую очередь, используют датчики, камеры, акселерометр, гироскоп, цифровой компас, GPS, процессор, дисплеи.
Устройства, подходящие для использования дополненной реальности, относятся к следующим категориям:
Мобильные устройства (смартфоны и планшеты) — самые доступные и наиболее подходящие для приложений AR — от игр и развлечений до бизнес-аналитики, спорта и социальных сетей.
Специальные устройства AR — предназначенные исключительно для расширенных реалий. Одним из примеров является head-up display (HUD) — отправка данных на прозрачный дисплей непосредственно в представление пользователя. Первоначально введенные для обучения пилотов военных истребителей, эти устройства стали использоваться в гражданской авиации, автомобилестроении, промышленности, спорте и т. д.
AR-очки (или умные очки) – Google Glass, очки Meta 2, Laster See-Thru, очки Laforge AR и другие. Все эти устройства способны отображать уведомления с вашего смартфона, помогать работникам конвейеров, использовать hands-free контент и т. д.
AR-контактные линзы (или смарт-линзы) продвинули технологию дополненной реальности еще на один шаг вперед. Такие производители как Samsung и Sony, объявили о разработке AR объективов. Samsung работает над объективами как аксессуаром для смартфонов, в то время как Sony проектирует объективы как отдельные устройства (с такими функциями, как фотосъёмка и хранение данных).
Виртуальные сетчатые дисплеи (VRD). Эти устройства создают изображения, проецируя лазерный свет в глаз человека, стремясь к ярким изображениям с высоким контрастом и разрешением. Эти системы еще предстоит адаптировать для практического использования.
Возможнее применение AR
Дополненная реальность может дополнять нашу повседневную деятельность различными способами. Одними из самых популярных приложений AR являются игры. Новые AR игры улучшают пользовательские возможности для игроков, некоторые из них даже способствуют более активному образу жизни (Pockemon Go, Ingress). Игровые площадки перемещаются из виртуальных сфер в реальную жизнь, и игроки фактически выполняют определенные действия в физическом мире. Хороший пример — простая спортивная игра для детей канадской компании SAGA, где дети должны отбивать мячом движущиеся к стене кубики. AR в розничной торговле может повлиять на привлечение и удержание клиентов, а также узнаваемость бренда и увеличение продаж. Некоторые функции также могут помочь заказчикам сделать свои покупки, основанные на предоставление данных о продуктах с 3D-моделями любого размера или цвета, более удачными. Рынок недвижимости также может воспользоваться преимуществами дополненной реальности посредством трехмерных экскурсий по квартирам и домам.
Можно назвать и другие потенциальные области для использования технологии дополненной реальности:
- Образование: интерактивные модели обучения от математики до химии.
- Медицина и здравоохранение: помощь в диагностике, мониторинге, обучении.
- Военное дело: расширенная навигации и маркировка объектов в режиме реального времени.
- Туризм: данные о направлениях, достопримечательностях, помощь в навигации при путешествиях.
- Медиа трансляция: усиление информационных потоков живыми трансляциями путем наложения контента.
- Промышленный дизайн: визуализация, расчеты и моделирование.
Давайте создадим что-нибудь крутое вместе!
