Ce este realitatea augmentată

În ultimii câțiva ani, există o creștere rapidă a realității augmentate și a realității virtuale. Aceste tehnologii ajută lumea să înțeleagă lucruri complexe, făcând vizualizarea mai ușoară și eficientă. Acestea facilitează vizualizarea obiectului în 3 dimensiuni, care nu numai că creează o imagine virtuală a obiectelor imaginare, dar construiește și imagini 3D cu obiecte reale.

Primul experiment de realitate virtuală în omenire este realizat de Sutherland în 1968. El a realizat un uriaș afișaj de cap montat mecanic, care a fost foarte greu și a fost numit „Sabia lui Damocles”. Schița pentru același lucru este dată mai jos.

Termenul „Realitate Augmentată” a fost inventat de doi cercetători Boeing în 1992. Vor să analizeze părțile avioanelor fără a le dezasambla.

Google și-a lansat deja ARCore, care ajută la crearea de conținut AR pe smartphone-uri. Multe smartphone-uri acceptă ARcore și trebuie doar să descărcați aplicația AR și o puteți experimenta fără alte cerințe. Puteți găsi lista smartphone-urilor acceptate de AR aici.

Să ne scufundăm în lumea AR și VR înțelegând aceste tehnologii și diferențele dintre ele.

Ce este realitatea augmentată și în ce fel este diferită de realitatea virtuală?

Realitatea augmentată este vizualizarea directă sau indirectă a lumii fizice reale în care sunt plasate obiecte generate de computer folosind procesarea imaginilor. Cuvântul „Augment” înseamnă a face lucrurile mari prin adăugarea altor lucruri. RA aduce computerul în lumea reală, permițându-vă să interacționați cu obiecte și informații digitale din mediul dvs.

În realitatea virtuală, se creează un mediu simulat în care utilizatorul este plasat în interiorul experienței. Deci, VR te transportă la o nouă experiență și, prin urmare, nu trebuie să ajungi acolo pentru a vedea un loc, simți cum e să fii acolo. Oculus Rift sau Google Cardboard sunt câteva exemple de VR.

Realitatea mixtă este combinația atât a AR, cât și a VR în care puteți crea un mediu virtual și puteți mări alte obiecte în el.

Puteți vedea diferența dintre aceste tehnologii doar observând imaginea de mai sus și definițiile.

Cea mai importantă diferență constă în hardware-ul în sine. Pentru a experimenta VR, aveți nevoie de un set de căști care poate fi alimentat printr-un smartphone sau conectat printr-un computer de ultimă generație. Aceste căști necesită afișaje de alimentare cu latență redusă, astfel încât să putem observa lumea virtuală fără probleme, fără a scăpa un singur cadru. În timp ce tehnologia AR nu necesită nici o cască, puteți folosi doar o cameră telefonică și să o țineți spre obiectele specificate pentru a experimenta AR fără căști în orice moment.

În afară de utilizarea unui smartphone pentru RA, puteți utiliza ochelari inteligenți independenți precum Microsoft Hololens. Hololens este o sticlă inteligentă de înaltă performanță care are încorporate diferite tipuri de senzori și camere. Este special conceput pentru a experimenta RA.

Utilizați cazuri de realitate augmentată

Deși AR este un mediu tânăr și este deja utilizat într-o varietate de sectoare diferite. În această secțiune, vom analiza câteva dintre cele mai populare cazuri de utilizare a RA.

1. AR pentru cumpărături și vânzare cu amănuntul: acest sector utilizează foarte mult tehnologia AR. AR vă permite să încercați să urmăriți, haine, machiaj, ochelari etc. Lenskart, o platformă online pentru cumpărarea de ochelari, utilizează AR pentru a vă oferi o senzație de aspect real. Mobilierul este, de asemenea, cel mai bun caz de utilizare a AR. Puteți orienta camera către orice parte a casei / biroului dvs. pentru care doriți să cumpărați mobilier, acesta va afișa cea mai bună vedere posibilă în 3-D cu dimensiuni exacte.

2. AR pentru afaceri: organizații profesionale care folosesc și AR, care permite interacțiunea cu produsele și serviciile. Retailerii pot oferi clienților modalități noi de a interacționa cu produsele, iar agenții de publicitate pot ajunge la consumatori cu campanii captivante. Depozitele pot construi navigații și instrucțiuni utile pentru lucrători. Firmele de arhitectură pot afișa modele în spațiu 3D.

3. AR pentru rețelele sociale: Multe platforme de socializare precum Snapchat, Facebook folosesc AR pentru a pune diferite tipuri de filtre. RA vă manipulează fețele digital și vă face fotografiile mai interesante și mai amuzante.

4. AR în jocuri: în 2016, Pokemon Go devine primul joc AR viral. A fost atât de interesant și real încât oamenii au devenit dependenți de acest joc. Acum, multe firme de jocuri care folosesc RA pentru a face personajele mai atractive și mai interactive cu utilizatorul.

5. AR în educație: Predarea subiectelor complexe cu ajutorul AR este una dintre capacitățile sale. Google a lansat o aplicație AR pentru educație numită Expeditions AR, care este concepută pentru a ajuta profesorii să le arate elevilor cu ajutorul imaginilor AR. O prezentare vizuală AR de mai jos, care arată cum are loc erupția vulcanului.

6. AR pentru asistență medicală: AR este utilizat în spitale pentru a ajuta medicii și asistenții medicali în planificarea și executarea intervențiilor chirurgicale. Imaginile interactive 3D ca în AR oferă mult mai mult pentru acești medici în comparație cu 2-D. Prin urmare, AR poate ghida chirurgii prin operații complexe, un pas la rând și ar putea înlocui diagramele tradiționale în viitor.

7. RA pentru organizații non-profit: RA poate fi utilizată de organizațiile nonprofit pentru a încuraja un angajament mai profund în ceea ce privește problemele critice și pentru a ajuta la construirea identității de marcă. De exemplu, o organizație dorește să răspândească conștientizarea despre încălzirea globală, apoi poate face o prezentare despre impactul acesteia folosind obiecte interactive AR pentru a educa oamenii.

Cerințe hardware pentru realitatea augmentată

Baza pentru orice tehnologie începe cu hardware-ul său. După cum sa descris mai sus, putem experimenta RA pe smartphone sau ochelari inteligenți independenți. Aceste dispozitive conțin mulți senzori diferiți prin care mediul înconjurător al utilizatorului poate fi urmărit.

Senzorii precum accelerometrul, giroscopul, magnetometrul, camera foto, detectarea luminii etc. joacă un rol foarte important în RA. Să vedem importanța și rolurile acestor senzori în RA.

Senzori de urmărire a mișcării în realitate augmentată

1. Accelerometru: Acest senzor măsoară accelerația care poate fi statică precum gravitația sau poate fi dinamică precum vibrațiile. Cu alte cuvinte, măsoară schimbarea vitezei pe unitate de timp. Acest senzor ajută dispozitivul AR să urmărească schimbarea mișcării.
2. Giroscop: Giroscopul măsoară viteza unghiulară sau orientarea / înclinarea dispozitivului. Deci, atunci când înclinați dispozitivul AR, acesta măsoară cantitatea de înclinație și îl alimentează către ARCore pentru a face obiectele AR să răspundă în consecință.
3. Cameră: oferă fluxul live al mediului înconjurător al utilizatorului, pe care pot fi suprapuse obiecte AR. În afară de camera în sine, ARcore folosește alte tehnologii precum învățarea automată, procesarea complexă a imaginilor pentru a produce imagini de înaltă calitate și cartografierea cu AR.

Să înțelegem detaliat urmărirea mișcării.

Urmărirea mișcării în realitate augmentată

Platformele AR ar trebui să simtă mișcarea utilizatorului. Pentru aceasta, aceste platforme folosesc tehnologii de localizare și cartografiere simultană (SLAM) și tehnologii simultane de odometrie și cartografiere (COM). SLAM este procesul prin care roboții și smartphone-urile înțeleg și analizează lumea înconjurătoare și acționează în consecință. Acest proces folosește senzori de adâncime, camere, accelerometre, giroscop și senzori de lumină.

Odometria și cartografierea simultană (COM) ar putea părea complexă, dar practic această tehnologie ajută smartphone-urile să se localizeze în spațiu în raport cu lumea din jur. Captează obiecte distincte din punct de vedere vizual caracteristici din mediul înconjurător numite puncte de caracteristică. Aceste puncte caracteristice pot fi un comutator de lumină, marginea mesei, etc. Orice vizual cu contrast ridicat este păstrat ca punct caracteristică.

Senzori de urmărire a locației în RA

1. Magnetometru: Acest senzor este utilizat pentru a măsura câmpul magnetic al Pământului. Oferă dispozitivului AR o orientare simplă legată de câmpul magnetic al Pământului. Acest senzor ajută smartphone-ul să găsească o anumită direcție, care îi permite să rotească automat hărțile digitale în funcție de orientarea fizică. Acest dispozitiv este cheia aplicațiilor AR bazate pe locație. Cel mai frecvent utilizat senzor magnetic este un senzor Hall, cu ajutorul căruia am creat anterior un mediu de realitate virtuală folosind Arduino.
2. GPS: Este un sistem global de navigație prin satelit care oferă informații despre geolocalizare și oră unui receptor GPS, ca într-un smartphone. Pentru smartphone-urile compatibile ARCore, acest dispozitiv ajută la activarea aplicațiilor AR bazate pe locație.

Ce face AR să se simtă real?

Există multe instrumente și tehnici care sunt utilizate pentru a face AR să se simtă real și interactiv.

1. Plasarea și poziționarea activelor: activele sunt obiectele AR vizibile ochilor. Pentru a menține iluzia realității în RA, obiectele digitale trebuie să se comporte la fel ca cele reale. Aceste obiecte trebuie să fie lipite de un punct fix într-un mediu dat. Punctul fix poate fi ceva concret, cum ar fi podeaua, masa, peretele etc. sau poate fi în aer. Înseamnă că, în timpul mișcării, activele nu trebuie să fie saltate la întâmplare, ci trebuie fixate în puncte predefinite.

2. Scara și dimensiunea activelor: obiectele AR trebuie să poată fi scalate. De exemplu, dacă vedeți o mașină care vine spre dvs., ea începe de la mic și devine mai mare pe măsură ce se apropie. De asemenea, dacă vedeți un tablou din lateral, acesta arată diferit atunci când este văzut din față. Deci, obiectele AR se comportă, de asemenea, în același mod și se simt ca niște obiecte reale.

3. Ocluzie: Ce se întâmplă atunci când o imagine sau un obiect este blocat de altul - este denumit Ocluzie. Deci, când vă mișcați mâna în fața ochilor, veți fi îngrijorat dacă vedeți ceva în timp ce ochii dvs. sunt blocați de o mână. De asemenea, obiectele AR ar trebui să urmeze aceeași regulă, atunci când un obiect AR ascunde alt obiect AR, atunci numai obiectul AR care este în față ar trebui să fie vizibil prin ocluzia celuilalt.

4. Iluminarea pentru un realism sporit: Când există o schimbare în iluminarea din jur, atunci obiectul AR trebuie să răspundă acestei schimbări. De exemplu, dacă ușa este deschisă sau închisă, obiectul AR ar trebui să schimbe culoarea, umbra și aspectul. De asemenea, umbra ar trebui să se miște corespunzător pentru a face AR să se simtă real.

Instrumente pentru crearea realității augmentate

Există câteva platforme online și software dedicat pentru a crea conținut AR. Deoarece Google are propriul ARCore, aceștia oferă un sprijin bun unui începător pentru a face AR. În afară de asta, câteva alte software AR sunt explicate pe scurt mai jos:

Poly este o bibliotecă online de la Google, unde oamenii pot naviga, partaja și remixa materiale 3D. Un material este un model 3D sau o scenă creată folosind Tilt Brush, Blocks sau orice program 3D care produce un fișier care poate fi încărcat în Poly. Multe active sunt licențiate sub licența CC BY, ceea ce înseamnă că dezvoltatorii le pot folosi în aplicațiile lor, gratuit, atâta timp cât creatorului i se acordă credit.

Tilt Brush vă permite să pictați în spațiu 3D cu realitate virtuală. Dezlănțuiți-vă creativitatea cu lovituri tridimensionale, stele, lumină și chiar foc. Camera ta este pânza ta. Paleta ta este imaginația ta. Posibilitățile sunt nelimitate.

Blocurile ajută la crearea obiectelor 3D în realitatea virtuală, indiferent de experiența dvs. de modelare. Folosind șase instrumente simple, puteți aduce aplicații la viață.

Unity este un motor de joc multiplataforma dezvoltat de Unity Technologies, care este utilizat în principal pentru a dezvolta atât jocuri video tridimensionale, cât și bidimensionale și simulări pentru computere, console și dispozitive mobile. Unity a devenit un motor de joc popular pentru crearea de conținut VR și AR.

Sceneform este un cadru 3D, cu un renderer bazat fizic, optimizat pentru mobil și care face mai ușor pentru dezvoltatorii Java construirea realității augmentate.

Termeni importanți folosiți în RA și VR

1. Ancore: este un punct de interes definit de utilizator pe care sunt plasate obiecte AR. Ancorele sunt create și actualizate în raport cu geometria (planuri, puncte etc.)
2. Activ: se referă la un model 3D.
3. Document de proiectare: un ghid pentru experiența dvs. de AR, care conține toate activele 3D, sunetele și alte idei de proiectare pe care echipa dvs. le poate implementa.
4. Înțelegerea mediului : Înțelegerea mediului real prin detectarea punctelor caracteristice și a planurilor și utilizarea acestora ca puncte de referință pentru cartografierea mediului. De asemenea, denumit conștientizarea contextului.
5. Puncte de caracteristică: acestea sunt caracteristici vizuale distincte din mediul dvs., cum ar fi marginea unui scaun, un întrerupător de lumină pe un perete, colțul unui covor sau orice altceva care este probabil să rămână vizibil și plasat în mod constant în mediul dvs.
6. Hit-testing: este folosit pentru a lua coordonatele (x, y) corespunzătoare ecranului telefonului (furnizate printr-o atingere sau orice altă interacțiune pe care doriți să o susțină aplicația) și să proiectați o rază în viziunea camerei asupra lumii. Aceasta permite utilizatorilor să selecteze sau să interacționeze în alt mod cu obiectele din mediu.
7. Imersiune: Sensul că obiectele digitale aparțin lumii reale. Ruperea imersiunii înseamnă că sensul realismului a fost rupt; în RA, acest lucru se întâmplă de obicei printr-un obiect care se comportă într-un mod care nu corespunde așteptărilor noastre.
8. Urmărire Inside-Out: Atunci când dispozitivul are camere și senzori interni pentru a detecta mișcarea și urmărirea poziționării.
9. Urmărire externă : Când dispozitivul folosește camere sau senzori externi pentru a detecta mișcarea și poziționarea urmăririi.
10. Găsirea planului: procesul specific smartphone-ului prin care ARCore determină unde se află suprafețele orizontale și verticale în mediul dvs. și utilizează acele suprafețe pentru a plasa și orienta obiecte digitale
11. Raycasting : Proiectarea unei raze pentru a ajuta la estimarea locului în care ar trebui să fie plasat obiectul AR pentru a putea apărea în suprafața lumii reale într-un mod credibil; utilizat în timpul testării loviturilor.
12. Experiență utilizator (UX): procesul și cadrul de bază pentru îmbunătățirea fluxului utilizatorilor pentru a crea produse cu o utilizare și accesibilitate ridicate pentru utilizatorii finali.
13. Interfață utilizator (UI): vizualul aplicației dvs. și tot ceea ce interacționează un utilizator.