Какво е добавена реалност

През последните няколко години се наблюдава бърз растеж на разширената реалност и виртуалната реалност. Тези технологии помагат на света да разбере сложни неща, като правят визуализацията по-лесна и ефективна. Те улесняват визуализирането на обекта в три измерения, което не само създава виртуално изображение на въображаеми обекти, но и изгражда 3D изображения на реални обекти.

Първият експеримент за виртуална реалност в човечеството е направен от Съдърланд през 1968 г. Той направи огромен механично монтиран дисплей за глава, който беше много тежък и получи името „Дамоклов меч“. Скицата за същото е дадена по-долу.

Терминът „разширена реалност“ е въведен от двама изследователи на Boeing през 1992 г. Те искат да анализират частите на самолета, без да ги разглобяват.

Google вече пусна своя ARCore, който помага при създаването на AR съдържание на смартфони. Много смартфони поддържат ARcore и просто трябва да изтеглите приложението AR и да го изпитате без други изисквания. Тук можете да намерите списъка със смартфони, поддържани от AR.

Нека да се потопим в света на AR и VR, като разберем тези технологии и разликите между тях.

Какво представлява разширената реалност и по какво се различава от виртуалната реалност?

Разширената реалност е пряк или косвен изглед на живо на реалния физически свят, в който се поставят компютърно генерирани обекти с помощта на обработка на изображения. Думата „Увеличаване“ означава да направите нещата големи, като добавите други неща. AR пренася изчисленията в реалния свят, позволявайки ви да взаимодействате с цифрови обекти и информация във вашата среда.

Във виртуалната реалност се създава симулирана среда, в която потребителят е поставен в преживяването. И така, VR ви пренася до ново изживяване и затова не е нужно да стигате до там, за да видите място, вие усещате какво е да си там. Oculus Rift или Google Cardboard са някои примери за VR.

Смесената реалност е комбинацията от AR и VR, в която можете да създадете виртуална среда и да увеличите други обекти в нея.

Можете да видите разликата между тези технологии само като наблюдавате горното изображение и дефиниции.

Най-важната разлика се крие в самия хардуер. За да изпитате VR, се нуждаете от някакви слушалки, които могат да се захранват чрез смартфон или да се свързват чрез компютър от висок клас. Тези слушалки изискват мощни дисплеи с ниска латентност, така че да можем да наблюдаваме виртуалния свят гладко, без да изпускаме нито един кадър. Въпреки че AR технологията не изисква никакви слушалки, можете просто да използвате телефонна камера и да я задържите към определени обекти, за да изпитате AR безплатно по всяко време.

Освен да използвате смартфон за AR, можете да използвате самостоятелни интелигентни очила като Microsoft Hololens. Hololens е високоефективно интелигентно стъкло, което има вградени различни видове сензори и камери. Той е специално проектиран за изживяване на AR.

Използвайте случаи на разширена реалност

Въпреки че AR е млада среда и тя вече се използва в различни сектори. В този раздел ще разгледаме няколко от най-популярните случаи на използване на AR.

1. AR за пазаруване и продажба на дребно: Този сектор използва AR технология много широко. AR ви позволява да се опитате да гледате, дрехи, грим, очила и др. Lenskart, онлайн платформа за закупуване на очила, използва AR, за да ви даде усещане за реалния външен вид. Мебелите също са най-добрият случай на AR. Можете да насочите камерата към която и да е част от вашия дом / офис, за която искате да закупите мебели, тя ще покаже възможно най-добрия изглед в триизмерна с точни размери.

2. AR за бизнеса: Професионални организации, които също използват AR, което позволява взаимодействието с продуктите и услугите. Търговците на дребно могат да дадат на клиентите нови начини да се ангажират с продукти, а рекламодателите могат да достигнат до потребителите с потапящи кампании. Складовете могат да изграждат полезни навигации и инструкции за работниците. Архитектурните фирми могат да показват дизайни в 3D пространство.

3. AR за социални медии: Много социални медийни платформи като Snapchat, Facebook използват AR за поставяне на различни видове филтри. AR манипулира лицата ви цифрово и прави снимките ви по-интересни и забавни.

4. AR в игрите: През 2016 г. Pokemon Go се превръща в първата вирусна AR игра. Беше толкова интересно и истинско, че Хората се пристрастиха към тази игра. Сега много фирми за игри използват AR, за да направят героите по-ангажиращи и интерактивни с потребителя.

5. AR в образованието: Преподаването на сложни теми с помощта на AR е една от неговите възможности. Google стартира AR приложение за образование на име Expeditions AR, което е предназначено да помогне на учителите да показват на учениците с помощта на AR визуализации. AR визуално даване по-долу, което показва как се извършва изригването на вулкан.

6. AR за здравеопазване: AR се използва в болниците, за да помогне на лекарите и медицинските сестри при планиране и изпълнение на операции. Интерактивните 3-D визуални изображения като AR предлагат много повече за тези лекари в сравнение с 2-D. Следователно AR може да насочва хирурзите през сложни операции една по една стъпка и в бъдеще може да замени традиционните карти.

7. AR за нестопански организации: AR може да се използва от организации с нестопанска цел, за да насърчи по-задълбочен ангажимент около критични проблеми и да помогне за изграждането на идентичност на марката. Например, една организация иска да разпространи информираността за глобалното затопляне, след което те могат да изнесат презентация за нейното въздействие, използвайки AR интерактивни обекти за обучение на хората.

Хардуерни изисквания за разширена реалност

Основата за всяка технология започва с нейния хардуер. Както е описано по-горе, можем да изпитаме AR на смартфона или самостоятелни интелигентни очила. Тези устройства съдържат много различни сензори, чрез които околната среда на потребителя може да бъде проследена.

Сензори като акселерометър, жироскоп, магнитометър, камера, откриване на светлина и др. Играят много важна роля в AR. Нека да видим значението и ролята на тези сензори в AR.

Сензори за проследяване на движението в допълнена реалност

Акселерометър: Този сензор измерва ускорението, което може да бъде статично като гравитацията или да бъде динамично като вибрации. С други думи, той измерва промяната в скоростта за единица време. Този сензор помага на AR устройството при проследяване на промяната в движение.
Жироскоп: Жироскопът измерва ъгловата скорост или ориентацията / наклона на устройството. Така че, когато наклоните вашето AR устройство, то измерва размера на наклон и го подава към ARCore, за да накара AR обектите да реагират съответно.
Камера: Дава емисия на живо от заобикалящата среда на потребителя, върху която могат да се наслагват AR обекти. Освен самата камера, ARcore използва и други технологии като машинно обучение, сложна обработка на изображения, за да произвежда висококачествени изображения и картографиране с AR.

Нека разберем подробно проследяването на движението.

Проследяване на движението в разширената реалност

AR платформите трябва да усещат движението на потребителя. За тази цел тези платформи използват технологии за едновременно локализиране и картографиране (SLAM) и едновременна одометрия и картографиране (COM). SLAM е процесът, чрез който роботите и смартфоните разбират и анализират околния свят и действат по съответния начин. Този процес използва сензори за дълбочина, камери, акселерометри, жироскоп и сензори за светлина.

Едновременната одометрия и картографиране (COM) може да звучи сложно, но в основата си тази технология помага на смартфоните да се локализират в пространството спрямо света около него. Той улавя визуално различни обекти в средата, наречени точки на характеристиките. Тези точки на характеристиките могат да бъдат превключвател на светлината, ръб на масата и т.н. Всяко визуално изображение с висок контраст се запазва като точка на характеристиките.

Сензори за проследяване на местоположението в AR

Магнитометър: Този сензор се използва за измерване на земното магнитно поле. Това дава на AR устройството проста ориентация, свързана с магнитното поле на Земята. Този сензор помага на смартфона да намери определена посока, което му позволява автоматично да завърта цифрови карти в зависимост от вашата физическа ориентация. Това устройство е ключът към базирани на местоположението AR приложения. Най-често използваният магнитен сензор е сензор на Хол, с помощта на който преди това сме изградили среда за виртуална реалност, използвайки Arduino.
GPS: Това е глобална навигационна сателитна система, която предоставя геолокация и информация за времето на GPS приемник, като в смартфон. За смартфони, поддържащи ARCore, това устройство помага за активиране на AR приложения, базирани на местоположение.

Какво кара AR да се чувства истински?

Има много инструменти и техники, които се използват, за да накарат AR да се почувства реална и интерактивна.

1. Поставяне и позициониране на активи: Активите са AR обектите, които са видими за очите. За да поддържат илюзията за реалност в AR, цифровите обекти трябва да се държат по същия начин като реалните. Тези обекти трябва да се придържат към фиксирана точка в дадена среда. Фиксираната точка може да бъде нещо конкретно като пода, масата, стената и т.н. или може да е във въздуха. Това означава, че по време на движение активите не трябва да се прескачат произволно, трябва да се фиксират в предварително определени точки.

2. Мащаб и размер на активите: AR обектите трябва да могат да се мащабират. Например, ако видите кола, която се приближава към вас, тя започва от малка и става по-голяма, когато се приближава. Освен това, ако видите картина отстрани, тя изглежда различно, когато се вижда отпред. И така, AR обектите също се държат по същия начин и създават усещане за истински обекти.

3. Оклузия: Какво се случва, когато изображение или обект е блокиран от друг - се нарича Оклузия. Така че, когато движите ръката си пред очите си, ще се притеснявате, ако видите нещо, докато очите ви са блокирани от ръка. Също така, AR обектите трябва да следват същото правило, когато AR обект крие друг AR обект, тогава само AR обектът, който е отпред, трябва да бъде видим чрез затваряне на другия.

4. Осветление за повишен реализъм: Когато има промяна в осветлението на околните, AR обектът трябва да реагира на тази промяна. Например, ако вратата е отворена или затворена, AR обектът трябва да промени цвета, сянката и външния вид. Също така, сянката трябва да се движи по съответния начин, за да накара AR да се почувства истински.

Инструменти за създаване на разширена реалност

Има някои онлайн платформи и специален софтуер за създаване на AR съдържание. Тъй като Google има свой собствен ARCore, те осигуряват добра подкрепа за начинаещи да направят AR. Освен това, малко други AR софтуер са обяснени накратко по-долу:

Poly е онлайн библиотека от Google, където хората могат да разглеждат, споделят и ремиксират 3D активи. Активът е 3D модел или сцена, създадени с помощта на Tilt Brush, Blocks или друга 3D програма, която създава файл, който може да бъде качен в Poly. Много активи са лицензирани под лиценза CC BY, което означава, че разработчиците могат да ги използват в своите приложения безплатно, стига създателят да получи кредит.

Tilt Brush ви позволява да рисувате в 3D пространство с виртуална реалност. Освободете творчеството си с триизмерни движения с четка, звезди, светлина и дори огън. Вашата стая е вашето платно. Вашата палитра е вашето въображение. Възможностите са безкрайни.

Блоковете помагат при създаването на 3D обекти във виртуална реалност, независимо от вашето моделиране. Използвайки шест прости инструмента, можете да оживите вашите приложения.

Unity е двигател за различни платформи, разработен от Unity Technologies, който се използва предимно за разработване както на триизмерни, така и на двуизмерни видеоигри и симулации за компютри, конзоли и мобилни устройства. Unity се превърна в популярен двигател за създаване на VR и AR съдържание.

Sceneform е 3D рамка с физически базиран визуализатор, който е оптимизиран за мобилни устройства и улеснява разработчиците на Java при изграждането на добавена реалност.

Важни термини, използвани в AR и VR

Котва: Това е дефинирана от потребителя точка на интерес, върху която се поставят AR обекти. Котвите се създават и актуализират спрямо геометрията (равнини, точки и т.н.)
Актив: Отнася се за 3D модел.
Документ за проектиране: Ръководство за вашето AR изживяване, което съдържа всички 3D активи, звуци и други дизайнерски идеи, които вашият екип да изпълни.
Разбиране на околната среда : Разбиране на реалната среда чрез откриване на характерни точки и равнини и използването им като референтни точки за картографиране на околната среда. Наричано също така контекстно осъзнаване.
Функционални точки: Това са визуално различни характеристики във вашата среда, като ръба на стол, превключвател за осветление на стена, ъгъла на килим или нещо друго, което е вероятно да остане видимо и последователно поставено във вашата среда.
Тестване на попадения: Използва се за вземане на координати (x, y), съответстващи на екрана на телефона (предоставени от докосване или каквото и да е друго взаимодействие, което искате да поддържа приложението ви) и проектиране на лъч във вида на света на камерата. Това позволява на потребителите да избират или да взаимодействат по друг начин с обекти в околната среда.
Потапяне: Усещането, че цифровите обекти принадлежат в реалния свят. Прекъсването на потапянето означава, че чувството за реализъм е нарушено; в AR това обикновено е от обект, който се държи по начин, който не отговаря на нашите очаквания.
Вътрешно проследяване: Когато устройството има вътрешни камери и сензори за откриване на движение и позициониране на проследяването.
Проследяване отвън: Когато устройството използва външни камери или сензори за засичане на движение и позициониране на проследяване.
Търсене на равнина: Специфичен за смартфона процес, чрез който ARCore определя къде са хоризонталните и вертикалните повърхности във вашата среда и използва тези повърхности за поставяне и ориентиране на цифрови обекти
Лъчеизлъчване : Проектиране на лъч, за да се помогне да се прецени къде трябва да се постави AR обектът, за да се появи в реалния свят по правдоподобен начин; използвани по време на тестване на удари.
Потребителски опит (UX): Процесът и основната рамка за подобряване на потребителския поток за създаване на продукти с висока използваемост и достъпност за крайните потребители.
Потребителски интерфейс (UI): визуалните ефекти на вашето приложение и всичко, с което потребителят взаимодейства.