третье декабря
Представьтесь и напишите, чем можем вам помочь
мы свяжемся с вами
Ваше имя
Ваш телефон
Ваш email
Кратко опишите задачу
Приложите описание задачи или бриф, если имеется
Ваши данные защищены политикой обработки персональных данных
ДОПОЛНЕННАЯ РЕАЛЬНОСТЬ - ПРОСТОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ
Что же такое дополненная реальность (AR)? Много людей принимают её за виртуальную реальность, но мы надеемся, что к концу этого поста вы сможете различать их и не только.

Как вы знаете, ваше физическое тело и ум существуют в пространстве и времени, которые вы воспринимаете как реальность, а в наше время вы можете даже "существовать" внутри компьютерной смеси пространства и времени, известной как виртуальная реальность. Тем не менее, между этими двумя крайностями могут существовать другие типы реальности, где "нормальная" реальность и виртуальная реальность переплетаются в той или иной степени, одним из которых является дополненная реальность (AR).
Типы реальности

Как мы видим, дополненная реальность как понятие подразумевает реальность с виртуальной реальностью для дополнительных ощущений, но не настолько, чтобы подавить последнюю или поставить другую точку зрения: акцент должен быть на привлечении виртуальных элементов, в физический мир, а не наоборот. Все это кажется прекрасным понятием, но это подводит нас к следующему вопросу:

Какие свойства и правила дополненной реальности?

Как оказалось, есть три ключевых компонента

  • она должна совмещать виртуальную и реальную информацию, с реальным миром в качестве основного места действия
  • она должна быть интерактивной и обновляться в режиме реального времени
  • она должна иметь виртуальную информацию, зарегистрированную в 3D-пространстве, в физической среде.
По сути, при движении в физической среде действия пользователя (движение/взаимодействие) возникают последствия в виде визуализируемых виртуальных элементов, и все это происходит в режиме реального времени. Если вы обратите внимание, то эти правила не различают конкретное выходное устройство или среду взаимодействия, а это означает, что в теории AR не ограничивается дисплеями и визуальными стимулами. Тем не менее, аудио, тактильные, обонятельные и вкусовые AR труднее достичь.

Краткая история

Дополненная реальность, как концепция, существует уже несколько десятилетий, и практические примеры были разнообразными и обильными, поэтому давайте быстро взглянем на то, как далеко все это зашло на протяжении многих лет.

Избавившись от каких-либо предыдущих намерений использовать простые накладки для добавления информации к существующим задачам, все началось, когда Айвен Сазерленд впервые предложил "ultimate display" в 1965 году и реализовал это в 1968 году. Этот дисплей (БГМ) прозвали Дамоклов меч, поскольку он должен был быть повешен под потолок и над головой пользователя. Он включал в себя отслеживание головы, свободу трехмерного движения и прозрачную оптику.

Дамоклов меч, Айвен Сазерленд, 1968

И таким образом, VR и AR родились! Как теоретические понятия… Потребовалось несколько десятилетий для технологии, чтобы догнать, и в 1990-х годах AR нашел себя реальные приложения для оказания помощи рабочим с внутри помещения сборкой и обслуживанием.
Карма была первым управляемым применением AR. Пользователь с HMD мог видеть инструкции по обслуживанию принтера.

До 1999 года программное и аппаратное обеспечение AR использовалось только для академических исследований и разработок или в очень специфических заводских настройках, но это изменилось с выпуском ARToolKit. Это была первая платформа с открытым исходным кодом для AR и отличалась библиотекой 3D-трекинга с использованием черно-белых фидуциаров (также известных как фидуциарные маркеры), которые легко могли быть напечатаны на обычном лазерном принтере.

Что за фидуциар?

Погодите, давайте вернемся к этой идее. Если вы знакомы со штрих-кодами и QR-кодами, то не будете шокированы, зная, что фидуциарные маркеры не так уж и отличаются от всего этого. Их легко создавать, однозначно идентифицировать –это машиночитаемые визуальные представления данных; но в то время как штрих-коды и QR-коды, как правило, используются для хранения информации о элементе, на котором они размещены (ID номер, источник происхождения, соответствующий URL, и т.д.), фидуциары используются для установки положения, ориентации и масштаба по отношению к ним.

Примеры фидуциаров, используемых в программном обеспечении AR

Как вы, наверное, уже догадались, фидуциарные маркеры объявляются как помощники для AR. Они очень легко прикрепляют виртуальные элементы к объектам физического мира, полагаясь только на «простые» алгоритмы компьютерного зрения и минимальное реальное вторжение.
Как используется фидуциарный маркер для позиционирования виртуальных элементов в физическом пространстве

Назад к уроку истории

К концу 1990-х годов были созданы надежные веб-камеры, а в начале 2000-х годов мы стали свидетелями всплеска разработки мобильных устройств, так что это было только вопрос времени, чтобы появились первые портативные устройства, способные работать с AR. Мы даже не говорим о смартфонах в этот момент! Помните КПК? Это было давным-давно

Во всяком случае, портативные устройства внезапно стали надежными альтернативами головным дисплеям, и неудивительно, что в последние годы они стали самым экономичным способом разработки дополненной реальности, и, что более важно, стали доступными для более широкой пользовательской базы. В настоящее время практически любой смартфон способен поддерживать AR. Все, что ему нужно, это камера, дисплей и достаточно вычислительной мощности, чтобы обеспечить "реальное время" взаимодействия с визуализированными виртуальными элементами.

Итак, как мы видели, AR прошел долгий путь, и в настоящее время он уже удивляет нас. Однако, это далеко не все.

Демонстрация AR

Скорее всего, вы, вероятно, использовали AR в вашей повседневной жизни, даже не замечая этого. Например, вы когда-нибудь видели или использовали одного из этих парковщиков?

AR помощник парковки

Да, по определению, они являются вполне хорошим и простым примером дополненной реальности: сгенерированные компьютером элементы помогут вам измерять расстояния и траектории в режиме реального времени! Да-да, есть автомобили с самостоятельным вождением и они вытеснят вскоре такие технологии, но, мы уверены, что вы никогда не думали об этих дисплеях как об удивительной части AR.

Не любитель автомобилей? Это нормально, а что вы думаете о спорте? Используя фиксированные позиционные камеры, становится легче накладывать дополнительную информацию на некоторые из самых популярных видов спорта, таких как футбол, хоккей и даже бильярд.

AR визуализация текущего футбольного матча

Дополненная реальность также просочилась в игру, и, если вы жили не в далеком лесу, то вероятно, слышали о прошлогодней сенсации: Pokemon Go. Каждый год все больше и больше игр AR и VR добавляются в магазины приложений; особенно игры на основе AR, поскольку они обычно не требуют дополнительного дорогостоящего оборудования для покупки.

Что дальше?

В настоящее время прогресс дополненной и виртуальной реальности все еще сдерживается теми же проблемами, что и десятилетия назад

  • Портативные источники питания
  • Портативные дисплеи высокой четкости
  • Вычислительная мощность
Если вы думаете, что ваш современный смартфон не работает достаточно долго на одной зарядке, представьте себе, что у полноценного приложения AR или VR может быть батарея вашего телефона. Спойлер: у него нет шансов. Это означает, что вы не можете ходить в дополненном мире слишком долго, по крайней мере, без ущерба для вашей способности в дальнейшем использовать ваш смартфон.

Но подождите, это еще не все! Все еще стоит вопрос настоящих портативных дисплеев не имея достаточное разрешение или не быть портативен достаточно для того чтобы снести вокруг с нами. Еще раз глядя на наших самых верных компаньонов, экраны смартфонов выросли с момента их зачатия, но они, кажется, достигли нашего карманного лимита на некоторое время. Это потому, что мы пытаемся сохранить их переносимость, желая достичь лучших разрешений экрана. Планшеты, с другой стороны, отбрасывают часть своей портативности для увеличенного размера экрана.

И последнее, но, конечно, не менее важное, даже несмотря на то, что одно мобильное устройство теперь имеет больше вычислительной мощности, чем НАСА при отправке людей на Луну, самые распространенные устройства все еще не могут идти в ногу со сложными AR и VR-сценами. Аналогия проста:, нельзя приобрести игровой компьютер по разумной цене.

Существующие инструменты и рамки

Так что теперь, вы, вероятно, задаетесь вопросом «Как я могу начать работу с моим удивительным приложением AR?». Давайте перечислим текущие отраслевые стандарты для создания и тестирования приложений дополненной реальности.



ARToolKit — как мы уже упоминали ранее, это был первый широко доступный и открытый источник; библиотека, ориентированная на АР. Чтобы создать дополненную реальность, он использует возможности отслеживания видео, которые вычисляют реальное положение камеры и ориентацию относительно квадратных физических маркеров или естественных маркеров объектов в реальном времени. После того, как реальное положение камеры известно, виртуальная камера может быть расположена в той же точке и 3D-модели компьютерной графики могут быть нарисованы, точно накладывается на реальный маркер. Так ARToolKit решает две ключевые проблемы в дополненной реальности: точка зрения отслеживания и виртуальный объект взаимодействия. Более того, ARToolKit доступен для самых распространенных платформ: Windows, macOS, Linux, iOS и Android.

ARKit — Apple предприняла рывок вперед, выпустив Аркит для разработчиков iOS. Он обеспечивает стойкое AR взаимодействие, которое сохраняется между сессиями и может быть возобновлено позднее. Кроме того, на этих сеансах могут совместно работать несколько пользователей, каждый со своего устройства iOS. Конечно Аркит также обеспечивает изображения и обнаружения объектов и слежения: в Аркит 1.5 добавлена поддержка 2D-изображение обнаружения, позволяя вам запускать АР, основанный на 2D-изображений — плакаты, иллюстрации; Аркит 2 расширяет эту поддержку, предлагая 2D изображения отслеживания, так что вы можете включать подвижные объекты, такие как коробки продукта или журналы на ваш AR опытом; Аркит 2 также добавляет возможность обнаруживать известные 3D-объекты , такие как скульптуры, игрушки или мебель.

ARCore — Google также разработала платформу для построения дополненной реальности для Android и iOS. Используя различные API, ARCore позволяет вашему телефону буквально чувствовать свою среду, понимать мир и взаимодействовать с информацией. Некоторые из API-интерфейсов доступны для Android и iOS. ARCore использует камеру вашего телефона для отслеживания движений, позволяющая ему понимать и вычислять свои позиции по отношению к миру. Он работает с различными поверхностями: горизонтальные, вертикальные и под углом поверхности земли, журнальный стол или стены. Наконец, он выполняет оценку окружающей среды, определяет текущие условия освещения.

Поверьте, мы только царапаем поверхность относительно того, на что способны эти библиотеки, и теперь самое время взять одну из них и подтолкнуть. С таким арсеналом в нашем распоряжении, будущее AR выглядит ярким!

Итоги

Мы надеемся, что этот пост научил вас чему-то новому.