- Čo je rozšírená realita a v čom sa líši od virtuálnej reality?
- Prípady použitia rozšírenej reality
- Hardvérové požiadavky pre rozšírenú realitu
- Senzory sledovania pohybu v rozšírenej realite
- Sledovanie pohybu v rozšírenej realite
- Senzory sledovania polohy v AR
- Čo robí AR skutočným?
- Nástroje na vytvorenie rozšírenej reality
- Dôležité pojmy používané v AR a VR
V posledných niekoľkých rokoch nastal rýchly rast v oblasti rozšírenej reality a virtuálnej reality. Tieto technológie pomáhajú svetu pochopiť zložité veci tým, že uľahčujú a zefektívňujú vizualizáciu. Uľahčujú vizualizáciu objektu v 3 dimenziách, ktoré nielen vytvárajú virtuálny obraz imaginárnych objektov, ale vytvárajú aj 3D obrazy skutočných objektov.
Prvý experiment s virtuálnou realitou na ľudstve robí Sutherland v roku 1968. Vyrobil obrovský mechanicky namontovaný hlavný displej, ktorý bol veľmi ťažký a pomenoval ho ako Damoklov meč. Náčrt toho istého je uvedený nižšie.
Pojem „Augmented Reality“ vytvorili dvaja výskumníci spoločnosti Boeing v roku 1992. Chcú analyzovať časti lietadla bez ich demontáže.
Google už uviedol na trh svoj ARCore, ktorý pomáha pri tvorbe obsahu AR na smartfónoch. Mnoho smartfónov podporuje ARcore a stačí si stiahnuť aplikáciu AR a môžete ju vyskúšať bez akýchkoľvek ďalších požiadaviek. Zoznam inteligentných telefónov s podporou AR nájdete tu.
Poďme sa ponoriť do sveta AR a VR pochopením týchto technológií a rozdielov medzi nimi.
Čo je rozšírená realita a v čom sa líši od virtuálnej reality?
Augmented Reality je priamy alebo nepriamy živý pohľad na skutočný fyzický svet, do ktorého sa pomocou spracovania obrazu umiestňujú počítačom generované objekty. Slovo „Augment“ znamená zväčšiť veci pridaním ďalších vecí. AR prináša výpočty do skutočného sveta a umožňuje vám komunikovať s digitálnymi objektmi a informáciami vo vašom prostredí.
Vo virtuálnej realite sa vytvára simulované prostredie, v ktorom je používateľ umiestnený vo vnútri zážitku. VR vás teda prenesie do nového zážitku, a preto sa tam nemusíte dostať, aby ste videli miesto, cítite, aké to je byť tam. Oculus Rift alebo Google Cardboard sú niektoré príklady VR.
Zmiešaná realita je kombináciou AR aj VR, v ktorej môžete vytvoriť virtuálne prostredie a rozšíriť doň ďalšie objekty.
Rozdiel medzi týmito technológiami môžete vidieť iba pozorovaním vyššie uvedeného obrázka a definícií.
Najdôležitejší rozdiel spočíva v samotnom hardvéri. Na vyskúšanie VR potrebujete nejaký druh náhlavnej súpravy, ktorú je možné napájať prostredníctvom smartfónu alebo pripojiť pomocou špičkového počítača. Tieto náhlavné súpravy vyžadujú energetické displeje s nízkou latenciou, aby sme mohli virtuálny svet sledovať plynulo bez toho, aby sme museli vynechať jediný rám. Zatiaľ čo technológia AR nevyžaduje žiadne slúchadlá s mikrofónom, môžete iba použiť kameru telefónu a podržať ju smerom k určeným objektom, aby ste mohli kedykoľvek využívať AR bez slúchadiel.
Okrem používania smartfónu pre AR môžete používať samostatné inteligentné okuliare ako Microsoft Hololens. Hololens je vysoko výkonné inteligentné sklo, ktoré má v sebe zabudované rôzne typy senzorov a kamier. Je špeciálne navrhnutý na prežívanie AR.
Prípady použitia rozšírenej reality
AR je síce mladé médium a už sa používa v rôznych odvetviach. V tejto časti sa pozrieme na niekoľko najpopulárnejších prípadov použitia AR.
1. AR pre nákupy a maloobchod: Tento sektor veľmi intenzívne využíva technológiu AR. AR vám umožní vyskúšať hodinky, oblečenie, make-up, okuliare atď. Lenskart, online platforma na nákup okuliarov, používa AR na to, aby vám poskytla pocit skutočného vzhľadu. Nábytok je tiež najlepším prípadom použitia AR. Kameru môžete namieriť na ktorúkoľvek časť vášho domu / kancelárie, za ktorú chcete kúpiť nábytok, zobrazí najlepší možný trojrozmerný obraz s presnými rozmermi.
2. AR pre podnikanie: Profesionálne organizácie používajúce tiež AR, ktoré umožňujú interakciu s produktmi a službami. Maloobchodníci môžu zákazníkom poskytnúť nové spôsoby interakcie s výrobkami a inzerenti môžu osloviť spotrebiteľov pomocou pútavých kampaní. Sklady môžu vytvárať užitočné navigácie a pokyny pre pracovníkov. Architektonické firmy môžu zobrazovať vzory v 3D priestore.
3. AR pre sociálne médiá: Mnoho platforiem sociálnych médií, ako je Snapchat, Facebook, používa AR na umiestňovanie rôznych typov filtrov. AR digitálne manipuluje s vašimi tvárami a robí vaše fotografie zaujímavejšími a zábavnejšími.
4. AR v hrách: V roku 2016 sa Pokemon Go stáva prvou virálnou AR hrou. Bolo to také zaujímavé a skutočné, že ľudia boli na tejto hre závislí. Mnoho herných spoločností teraz používa AR na zvýšenie pútavosti a interaktivity postáv s používateľom.
5. AR vo vzdelávaní: Jednou z jeho schopností je výučba zložitých tém pomocou AR. Google spustil aplikáciu AR pre vzdelávanie s názvom Expeditions AR, ktorá je navrhnutá tak, aby pomáhala učiteľom zobrazovať študentom pomocou vizuálov AR. Nižšie je uvedený vizuál AR, ktorý ukazuje, ako k erupcii sopky dochádza.
6. AR pre zdravotnú starostlivosť: AR sa používa v nemocniciach na pomoc lekárom a sestrám pri plánovaní a vykonávaní operácií. Interaktívne trojrozmerné vizuály ako v AR ponúkajú pre týchto lekárov oveľa viac v porovnaní s 2D. Preto môže AR viesť chirurgov zložitými operáciami jeden krok po druhom a v budúcnosti by mohol nahradiť tradičné mapy.
7. AR pre neziskové organizácie: Neziskové organizácie môžu AR používať na povzbudenie hlbšej angažovanosti v kritických otázkach a na pomoc pri budovaní identity značky. Napríklad organizácia chce rozšíriť povedomie o globálnom otepľovaní, potom môže prezentovať svoje vplyvy pomocou interaktívnych objektov AR na vzdelávanie ľudí.
Hardvérové požiadavky pre rozšírenú realitu
Základ pre každú technológiu začína jej hardvérom. Ako už bolo popísané vyššie, AR môžeme zažiť na smartfóne alebo samostatných inteligentných okuliaroch. Tieto zariadenia obsahujú veľa rôznych senzorov, cez ktoré je možné sledovať okolité prostredie používateľa.
Senzory ako akcelerometer, gyroskop, magnetometer, kamera, detekcia svetla atď. Hrajú v AR veľmi dôležitú úlohu. Pozrime sa na dôležitosť a úlohy týchto senzorov v AR.
Senzory sledovania pohybu v rozšírenej realite
- Akcelerometer: Tento senzor meria zrýchlenie, ktoré môže byť statické ako gravitácia alebo dynamické ako vibrácie. Inými slovami, meria zmenu rýchlosti za jednotku času. Tento snímač pomáha zariadeniu AR pri sledovaní zmeny pohybu.
- Gyroskop: Gyroskop meria uhlovú rýchlosť alebo orientáciu / sklon zariadenia. Keď teda nakloníte svoje zariadenie AR, zmeria veľkosť sklonu a zavedie ho do ARCore, aby objekty AR zodpovedajúcim spôsobom odpovedali.
- Fotoaparát: Poskytuje živý prenos okolitého prostredia používateľa, ktorým je možné prekrývať objekty AR. Okrem samotnej kamery využíva ARcore aj ďalšie technológie, ako je strojové učenie, komplexné spracovanie obrazu na výrobu vysokokvalitných obrázkov a mapovanie pomocou AR.
Poďme podrobne porozumieť sledovaniu pohybu.
Sledovanie pohybu v rozšírenej realite
Platformy AR by mali vnímať pohyb používateľa. Preto tieto platformy využívajú technológie simultánnej lokalizácie a mapovania (SLAM) a súbežnej odometrie a mapovania (COM). SLAM je proces, pomocou ktorého roboty a smartphony chápu a analyzujú okolitý svet a podľa toho konajú. Tento proces využíva hĺbkové snímače, kamery, akcelerometre, gyroskop a svetelné snímače.
Súbežná odometria a mapovanie (COM) môžu znieť zložito, ale v zásade táto technológia pomáha smartfónom lokalizovať sa v priestore vo vzťahu k okolitému svetu. Zachytáva vizuálne odlišné objekty objektov v prostredí, ktoré sa nazývajú body objektov. Týmito bodmi funkcie môžu byť prepínač svetla, hrana tabuľky atď. Ako vizuálny bod sa zachováva akýkoľvek vizuál s vysokým kontrastom.
Senzory sledovania polohy v AR
- Magnetometer: Tento senzor sa používa na meranie magnetického poľa Zeme. Poskytuje zariadeniu AR jednoduchú orientáciu súvisiacu s magnetickým poľom Zeme. Tento senzor pomáha smartfónu nájsť konkrétny smer, čo umožňuje automatické otáčanie digitálnych máp v závislosti od vašej fyzickej orientácie. Toto zariadenie je kľúčom k AR aplikáciám založeným na polohe. Najčastejšie používaným magnetickým senzorom je Hallov senzor, pomocou ktorého sme predtým vytvorili prostredie pre virtuálnu realitu pomocou Arduina.
- GPS: Jedná sa o globálny navigačný satelitný systém, ktorý poskytuje geolokáciu a časové informácie prijímaču GPS, napríklad v smartfóne. V prípade inteligentných telefónov s podporou ARCore toto zariadenie pomáha povoliť aplikácie AR založené na polohe.
Čo robí AR skutočným?
Existuje veľa nástrojov a techník, ktoré sa používajú na to, aby sa AR cítila reálne a interaktívne.
1. Umiestňovanie a umiestňovanie aktív: Aktíva sú objekty AR, ktoré sú viditeľné pre oči. Na udržanie ilúzie reality v AR sa musia digitálne objekty správať rovnako ako tie skutočné. Tieto objekty je potrebné držať v danom prostredí pevného bodu. Pevný bod môže byť niečo konkrétne, ako napríklad podlaha, stôl, stena atď., Alebo to môže byť vo vzduchu. To znamená, že počas pohybu by prostriedky nemali skákať náhodne, mali by byť fixované v preddefinovaných bodoch.
2. Mierka a veľkosť aktív: AR objekty musia byť schopné škálovať. Napríklad, ak vidíte auto prichádzajúce k vám, začína od malého a zväčšuje sa, keď sa blíži. Ak tiež vidíte maľbu zboku, vyzerá to inak, keď sa pozeráte spredu. Takže objekty AR sa tiež správajú rovnako a dávajú pocit, že sú ako skutočné objekty.
3. Oklúzia: Čo sa stane, keď obraz alebo objekt zablokuje iná osoba - sa označuje ako oklúzia. Takže keď budete pohybovať rukou pred očami, bude vás znepokojovať, ak niečo uvidíte, zatiaľ čo vaše oči sú blokované rukou. Rovnakým pravidlom by sa mali riadiť aj objekty AR, keď objekt AR skrýva iný objekt AR, potom by po zakrytí druhého objektu mal byť viditeľný iba objekt AR, ktorý je vpredu.
4. Osvetlenie pre zvýšený realizmus: Ak dôjde k zmene osvetlenia okolia, potom musí objekt AR na túto zmenu reagovať. Napríklad, ak sú dvere otvorené alebo zatvorené, objekt AR by mal zmeniť farbu, tieň a vzhľad. Tieň by sa mal tiež primerane pohybovať, aby sa AR cítila skutočná.
Nástroje na vytvorenie rozšírenej reality
Na vytváranie obsahu AR existuje niekoľko online platforiem a špecializovaný softvér. Pretože Google má svoje vlastné ARCore, poskytujú dobrú podporu začiatočníkom pri tvorbe AR. Okrem toho je nižšie stručne vysvetlených niekoľko ďalších softvérov AR:
Poly je online knižnica spoločnosti Google, v ktorej môžu ľudia prehliadať, zdieľať a remixovať 3D diela. Aktívom je 3D model alebo scéna vytvorená pomocou nástrojov Tilt Brush, Blocks alebo iného 3D programu, ktorý vytvára súbor, ktorý je možné nahrať do aplikácie Poly. Mnoho diel je licencovaných na základe licencie CC BY, čo znamená, že vývojári ich môžu používať vo svojich aplikáciách bezplatne, pokiaľ autor dostane kredit.
Tilt Brush vám umožní maľovať v 3D priestore pomocou virtuálnej reality. Popustite uzdu svojej kreativite trojrozmernými ťahmi štetca, hviezdami, svetlom alebo dokonca ohňom. Vaša izba je vaše plátno. Vaša paleta je vašou fantáziou. Možností je neúrekom.
Bloky pomáhajú pri vytváraní 3D objektov vo virtuálnej realite bez ohľadu na vaše skúsenosti s modelovaním. Pomocou šiestich jednoduchých nástrojov môžete svoje aplikácie oživiť.
Unity je multiplatformový herný engine vyvinutý spoločnosťou Unity Technologies, ktorý sa primárne používa na vývoj trojrozmerných aj dvojrozmerných videohier a simulácií pre počítače, konzoly a mobilné zariadenia. Unity sa stalo populárnym herným enginom pre vytváranie obsahu VR a AR.
Sceneform je 3D rámec s fyzicky založeným vykresľovačom, ktorý je optimalizovaný pre mobilné zariadenia a ktorý vývojárom Java uľahčuje vytváranie rozšírenej reality.
Dôležité pojmy používané v AR a VR
- Kotvy: Je to užívateľom definovaný bod záujmu, na ktorý sú umiestnené objekty AR. Kotvy sa vytvárajú a aktualizujú vzhľadom na geometriu (roviny, body atď.)
- Majetok: Vzťahuje sa na 3D model.
- Dizajnový dokument: Sprievodca vašimi skúsenosťami s AR, ktorý obsahuje všetky 3D prvky, zvuky a ďalšie návrhové nápady, ktoré môže váš tím implementovať.
- Pochopenie životného prostredia : Pochopenie skutočného prostredia tým, že zistí charakteristické body a roviny a použije ich ako referenčné body na mapovanie prostredia. Tiež sa označuje ako kontextové uvedomenie.
- Hlavné body: Jedná sa o vizuálne odlišné prvky vášho prostredia, ako napríklad okraj stoličky, spínač osvetlenia na stene, roh koberca alebo čokoľvek iné, čo pravdepodobne zostane viditeľné a vo vašom prostredí rovnomerne umiestnené.
- Testovanie prístupu: Používa sa na snímanie (x, y) súradníc zodpovedajúcich obrazovke telefónu (poskytované klepnutím alebo akoukoľvek inou interakciou, ktorú má vaša aplikácia podporovať) a premietne lúč do pohľadu kamery na svet. To umožňuje používateľom vyberať alebo inak interagovať s objektmi v prostredí.
- Ponorenie: Pocit, že digitálne objekty patria do skutočného sveta. Prelomenie ponorenia znamená, že bol narušený zmysel pre realizmus; v AR je to obvykle tak, že sa objekt správa spôsobom, ktorý nezodpovedá našim očakávaniam.
- Inside-Out Tracking: Keď má zariadenie interné kamery a senzory na detekciu pohybu a sledovanie polohy.
- Sledovanie zvonku : Keď zariadenie používa na detekciu pohybu a sledovanie polohy externé kamery alebo senzory.
- Vyhľadanie roviny: Proces špecifický pre smartphone, pomocou ktorého ARCore určuje, kde sú vodorovné a zvislé povrchy vo vašom prostredí a pomocou týchto povrchov umiestňuje a orientuje digitálne objekty.
- Raycasting : premietanie lúča, ktorý pomáha odhadnúť, kam by sa mal umiestniť objekt AR, aby sa vierohodným spôsobom zobrazil na povrchu reálneho sveta; použité počas testovania zásahu.
- User Experience (UX): Proces a základný rámec zlepšovania toku používateľov pri vytváraní produktov s vysokou použiteľnosťou a prístupnosťou pre koncových používateľov.
- Používateľské rozhranie (UI): Vizuál vašej aplikácie a všetkého, s čím používateľ interaguje.