Kas ir paplašinātā realitāte

Pēdējo gadu laikā paplašinātā realitāte un virtuālā realitāte strauji pieaug. Šīs tehnoloģijas palīdz pasaulei saprast sarežģītas lietas, padarot vizualizāciju vieglāku un efektīvāku. Tie atvieglo objekta vizualizāciju 3 dimensijās, kas ne tikai rada iedomātu objektu virtuālo attēlu, bet arī veido reālu objektu 3D attēlus.

Pirmo virtuālās realitātes eksperimentu cilvēcē Saterlends veicis 1968. gadā. Viņš izgatavoja milzīgu mehāniski piestiprinātu galvas displeju, kas bija ļoti smags un tika nosaukts kā “Damokla zobens”. Šī paša skice ir dota zemāk.

Terminu “paplašinātā realitāte” 1992. gadā izveidoja divi Boeing pētnieki. Viņi vēlas analizēt lidmašīnu daļas, tās neizjaucot.

Google jau ir izlaidis savu ARCore, kas palīdz padarīt AR saturu viedtālruņos. Daudzi viedtālruņi atbalsta ARcore, un jums vienkārši jālejupielādē AR lietotne, un jūs varat to izmēģināt bez jebkādām citām prasībām. AR atbalstīto viedtālruņu sarakstu varat atrast šeit.

Iegremdēsimies AR un VR pasaulē, izprotot šīs tehnoloģijas un atšķirības starp tām.

Kas ir paplašinātā realitāte un ar ko tā atšķiras no virtuālās realitātes?

Paplašinātā realitāte ir tiešs vai netiešs reālās fiziskās pasaules tiešais skats, kurā, izmantojot attēlu apstrādi, tiek ievietoti datoru ģenerēti objekti. Vārds “Augment” nozīmē padarīt lietas lielas, pievienojot citas lietas. AR nodrošina skaitļošanu reālajā pasaulē, ļaujot jums mijiedarboties ar digitālajiem objektiem un informāciju savā vidē.

Šajā virtuālajā realitātē, mākslīgi radītā vidē, ir izveidots, kurā lietotājs atrodas iekšpusē pieredzi. Tātad, VR pārved jūs uz jaunu pieredzi, un tāpēc jums nav nepieciešams tur nokļūt, lai apskatītu vietu, jūs jūtaties, kā tas ir būt tur. Oculus Rift vai Google Cardboard ir daži VR piemēri.

Jauktā realitāte ir gan AR, gan VR kombinācija, kurā jūs varat izveidot virtuālu vidi un papildināt tajā citus objektus.

Jūs varat redzēt atšķirību starp šīm tehnoloģijām, vienkārši ievērojot iepriekš minēto attēlu un definīcijas.

Vissvarīgākā atšķirība slēpjas pašā aparatūrā. Lai piedzīvotu VR, jums ir nepieciešamas kaut kādas austiņas, kuras var darbināt, izmantojot viedtālruni, vai savienotas, izmantojot augstākās klases datoru. Šīm austiņām ir nepieciešami jaudas displeji ar zemu latentumu, lai mēs varētu vienmērīgi novērot virtuālo pasauli, nenometot vienu kadru. Kaut arī AR tehnoloģijai nav nepieciešamas austiņas, varat vienkārši izmantot tālruņa kameru un turēt to pretī noteiktiem objektiem, lai jebkurā laikā izbaudītu bezmaksas austiņu AR.

Papildus viedtālruņa izmantošanai AR, varat izmantot atsevišķas viedās brilles, piemēram, Microsoft Hololens. Hololens ir augstas veiktspējas viedais stikls, kurā ir iestrādāti dažāda veida sensori un kameras. Tas ir īpaši paredzēts AR izjust.

Izmantojiet paplašinātās realitātes gadījumus

Lai gan AR ir jauna vide, un to jau izmanto dažādās nozarēs. Šajā sadaļā mēs aplūkosim dažus no populārākajiem AR lietošanas gadījumiem.

1. AR iepirkšanās un mazumtirdzniecības vajadzībām: šī nozare ļoti plaši izmanto AR tehnoloģiju. AR ļauj jums mēģināt skatīties, apģērbu, kosmētiku, brilles utt. Lenskart, tiešsaistes platforma briļļu iegādei, izmanto AR, lai radītu patiesu izskatu. Mēbeles ir arī labākais AR lietošanas gadījums. Jūs varat novirzīt kameru uz jebkuru mājas / biroja daļu, kurai vēlaties iegādāties mēbeles, tā 3D attēlā parādīs vislabāko iespējamo skatu ar precīziem izmēriem.

2. AR uzņēmējdarbībai: profesionālās organizācijas, kas arī izmanto AR, ļauj mijiedarboties ar produktiem un pakalpojumiem. Mazumtirgotāji var piedāvāt klientiem jaunus veidus, kā iesaistīties produktos, un reklāmdevēji var sasniegt patērētājus ar visaptverošām kampaņām. Noliktavas var veidot noderīgas navigācijas un instrukcijas darbiniekiem. Arhitektūras firmas var attēlot dizainu 3D telpā.

3. Sociālo mediju AR: daudzas sociālo mediju platformas, piemēram, Snapchat, Facebook, izmanto AR, lai ievietotu dažāda veida filtrus. AR digitāli manipulē ar jūsu sejām un padara jūsu fotogrāfijas interesantākas un smieklīgākas.

4. AR spēļu jomā: 2016. gadā Pokemon Go kļūst par pirmo vīrusu AR spēli. Tas bija tik interesanti un reāli, ka Cilvēki kļuva atkarīgi no šīs spēles. Tagad daudzas spēļu firmas izmanto AR, lai padarītu rakstzīmes saistošākas un interaktīvākas ar lietotāju.

5. AR izglītībā: sarežģītu tēmu mācīšana ar AR palīdzību ir viena no tās iespējām. Google uzsāka AR lietojumprogrammu izglītībai ar nosaukumu Expeditions AR, kas ir paredzēta, lai palīdzētu skolotājiem parādīt studentus ar AR vizuālo materiālu palīdzību. AR vizuālais sniegums zemāk, kas parāda, kā notiek vulkāna izvirdums.

6. Veselības aprūpei paredzētais AR : AR lieto slimnīcās, lai palīdzētu ārstiem un medmāsām plānot un veikt operācijas. Interaktīvie 3D attēli, piemēram, AR, šiem ārstiem piedāvā daudz vairāk nekā 2-D. Tāpēc AR var ķirurgus veikt sarežģītās operācijās pa vienam solim, un tas nākotnē varētu aizstāt tradicionālās diagrammas.

7. AR bezpeļņas organizācijām: bezpeļņas organizācijas AR var izmantot, lai veicinātu dziļāku iesaistīšanos kritisko jautājumu risināšanā un palīdzētu veidot zīmola identitāti. Piemēram, organizācija vēlas izplatīt izpratni par globālo sasilšanu, pēc tam viņi var sniegt prezentāciju par tās ietekmi, izmantojot cilvēku interešu izglītībai interaktīvus AR objektus.

Aparatūras prasības paplašinātai realitātei

Jebkuras tehnoloģijas pamats sākas ar tā aparatūru. Kā aprakstīts iepriekš, AR mēs varam piedzīvot viedtālrunī vai atsevišķās viedās brillēs. Šajās ierīcēs ir daudz dažādu sensoru, caur kuriem var izsekot lietotāja apkārtējai videi.

AR ļoti svarīga loma ir tādiem sensoriem kā akselerometrs, žiroskops, magnetometrs, kamera, gaismas noteikšana utt. Apskatīsim šo sensoru nozīmi un lomas AR.

Kustību izsekošanas sensori paplašinātā realitātē

1. Akselerometrs: Šis sensors mēra paātrinājumu, kas var būt statisks kā gravitācija vai var būt dinamisks kā vibrācijas. Citiem vārdiem sakot, tas mēra ātruma izmaiņas laika vienībā. Šis sensors palīdz AR ierīcei izsekot kustības izmaiņām.
2. Žiroskops: žiroskops mēra ierīces leņķisko ātrumu vai orientāciju / slīpumu. Tātad, noliekot AR ierīci, tā mēra slīpuma daudzumu un padod to ARCore, lai AR objekti atbilstoši reaģētu.
3. Kamera: tā nodrošina lietotāja apkārtējās vides tiešraidi, uz kuras var pārklāt AR objektus. Izņemot pašu kameru, ARcore izmanto citas tehnoloģijas, piemēram, mašīnmācīšanos, sarežģītu attēlu apstrādi, lai iegūtu augstas kvalitātes attēlus un kartēšanu ar AR.

Detalizēti sapratīsim kustību izsekošanu.

Kustību izsekošana paplašinātā realitātē

AR platformām vajadzētu nojaust lietotāja kustību. Šim nolūkam šīs platformas izmanto vienlaicīgas lokalizācijas un kartēšanas (SLAM) un vienlaicīgas odometrijas un kartēšanas (COM) tehnoloģijas. SLAM ir process, kurā roboti un viedtālruņi saprot un analizē apkārtējo pasauli un attiecīgi rīkojas. Šajā procesā tiek izmantoti dziļuma sensori, kameras, akselerometri, žiroskops un gaismas sensori.

Vienlaicīgā odometrija un kartēšana (COM) var izklausīties sarežģīti, taču būtībā šī tehnoloģija palīdz viedtālruņiem atrasties kosmosā attiecībā pret apkārtējo pasauli. Tas uztver vizuāli atšķirīgu objektu pazīmes vidē, ko sauc par iezīmju punktiem. Šie iezīmju punkti var būt gaismas slēdzis, galda mala utt. Jebkurš augsta kontrasta vizuālais elements tiek saglabāts kā iezīmes punkts.

Atrašanās vietas izsekošanas sensori AR

1. Magnetometrs: Šo sensoru izmanto zemes magnētiskā lauka mērīšanai. Tas piešķir AR ierīcei vienkāršu orientāciju, kas saistīta ar Zemes magnētisko lauku. Šis sensors palīdz viedtālrunim atrast noteiktu virzienu, kas ļauj automātiski pagriezt digitālās kartes atkarībā no jūsu fiziskās orientācijas. Šī ierīce ir atslēga AR lietotnēm, kuru pamatā ir atrašanās vieta. Visbiežāk izmantotais magnētu sensors ir Hall sensors, izmantojot kuru mēs iepriekš esam izveidojuši virtuālās realitātes vidi, izmantojot Arduino.
2. GPS: tā ir globāla satelītnavigācijas sistēma, kas GPS uztvērējam nodrošina ģeogrāfiskās atrašanās vietas un laika informāciju, piemēram, viedtālrunī. Viedtālruņiem, kas spēj veikt ARCore, šī ierīce palīdz iespējot AR atrašanās vietas balstītas lietotnes.

Kas AR liek justies reālam?

Ir daudz rīku un paņēmienu, kas tiek izmantoti, lai AR justos reāli un interaktīvi.

1. Aktīvu ievietošana un izvietošana: Aktīvi ir AR objekti, kas ir redzami acīm. Lai saglabātu AR realitātes ilūziju, digitālajiem objektiem jāuzvedas tāpat kā reālajiem. Šie objekti ir jāpielīmē pie fiksēta punkta noteiktā vidē. Fiksētais punkts var būt kaut kas konkrēts, piemēram, grīda, galds, siena utt., Vai arī gaisā. Tas nozīmē, ka kustības laikā aktīviem nevajadzētu lēkt nejauši, tie jānosaka iepriekš noteiktos punktos.

2. Aktīvu mērogs un lielums: AR objektiem jāspēj mērogot. Piemēram, ja redzat, ka automašīna tuvojas jums, tā sākas no mazas un tuvojoties kļūst lielāka. Turklāt, ja redzat gleznu no sāniem, tā izskatās savādāk, ja to redz no priekšpuses. Tātad arī AR objekti izturas tāpat kā ar reāliem objektiem.

3. Oklūzija: Kas notiek, ja attēlu vai objektu bloķē cits, tiek saukts par oklūziju. Tātad, pārvietojot roku acu priekšā, jūs uztrauksieties, ja kaut ko redzēsiet, kamēr acis bloķēs roka. Arī AR objektiem jāievēro tas pats noteikums, kad AR objekts slēpj citu AR objektu, tad, aizslēdzot otru, jābūt redzamam tikai priekšā esošajam AR objektam.

4. Apgaismojums, lai palielinātu reālismu: kad notiek apkārtējās vides apgaismojuma izmaiņas, tad AR objektam ir jāreaģē uz šīm izmaiņām. Piemēram, ja durvis tiek atvērtas vai aizvērtas, AR objektam vajadzētu mainīt krāsu, ēnu un izskatu. Arī ēnai vajadzētu attiecīgi pārvietoties, lai AR justos reāli.

Rīki paplašinātās realitātes radīšanai

AR satura veidošanai ir dažas tiešsaistes platformas un īpaša programmatūra. Tā kā Google ir savs ARCore, viņi nodrošina labu atbalstu iesācējiem AR izveidošanai. Izņemot to, zemāk ir īsumā izskaidrotas dažas citas AR programmatūras:

Poly ir Google tiešsaistes bibliotēka, kurā cilvēki var pārlūkot, kopīgot un pārveidot 3D resursus. Aktīvs ir 3D modelis vai aina, kas izveidota, izmantojot Tilt Brush, Blocks vai jebkuru 3D programmu, kas rada failu, kuru var augšupielādēt Poly. Daudzi aktīvi ir licencēti saskaņā ar CC BY licenci, kas nozīmē, ka izstrādātāji tos var izmantot savās lietotnēs bez maksas, ja vien radītājam tiek piešķirts kredīts.

Tilt Brush ļauj jums gleznot 3D telpā, izmantojot virtuālo realitāti. Atbrīvojiet savu radošumu ar trīsdimensiju otas triecieniem, zvaigznēm, gaismu un pat uguni. Jūsu istaba ir jūsu audekls. Jūsu palete ir jūsu iztēle. Iespējas ir bezgalīgas.

Bloki palīdz izveidot 3D objektus virtuālajā realitātē neatkarīgi no jūsu modelēšanas pieredzes. Izmantojot sešus vienkāršus rīkus, jūs varat atdzīvināt savas lietojumprogrammas.

Unity ir vairāku platformu spēļu dzinējs, ko izstrādājusi Unity Technologies un kuru galvenokārt izmanto, lai izstrādātu gan trīsdimensiju, gan divdimensiju videospēles un simulācijas datoriem, konsolēm un mobilajām ierīcēm. Unity ir kļuvis par populāru spēļu dzinēju VR un AR satura veidošanai.

Sceneform ir 3D ietvars ar fiziski balstītu renderētāju, kas ir optimizēts mobilajām ierīcēm, un tas ļauj Java izstrādātājiem viegli izveidot paplašināto realitāti.

Svarīgi termini, kas izmantoti AR un VR

1. Enkuri: tas ir lietotāja noteikts apskates objekts, uz kura tiek izvietoti AR objekti. Enkuri tiek izveidoti un atjaunināti attiecībā pret ģeometriju (plaknēm, punktiem utt.)
2. Aktīvs: tas attiecas uz 3D modeli.
3. Dizaina dokuments: rokasgrāmata jūsu AR pieredzei, kas satur visus 3D resursus, skaņas un citas dizaina idejas, kuras jūsu komanda var īstenot.
4. Vides izpratne : reālās vides izpratne, atklājot objektu punktus un plaknes un izmantojot tos kā atskaites punktus vides kartēšanai. Tiek saukta arī par konteksta izpratni.
5. Funkcijas punkti: tās ir vizuāli atšķirīgas funkcijas jūsu vidē, piemēram, krēsla mala, gaismas slēdzis uz sienas, paklāja stūris vai jebkas cits, kas, iespējams, paliks redzams un konsekventi ievietots jūsu vidē.
6. Rezultātu pārbaude: to izmanto, lai ņemtu (x, y) koordinātas, kas atbilst tālruņa ekrānam (nodrošina pieskāriens vai jebkura cita mijiedarbība, kuru vēlaties, lai jūsu lietotne atbalstītu), un projicē staru kameras skatā uz pasauli. Tas ļauj lietotājiem izvēlēties vai kā citādi mijiedarboties ar objektiem vidē.
7. Iegremdēšana: sajūta, ka digitālie objekti pieder reālajai pasaulei. Iegremdēšanas iegremdēšana nozīmē, ka reālisma izjūta ir salauzta; AR tas parasti notiek ar objektu, kurš izturas tā, lai tas neatbilst mūsu cerībām.
8. Iekšpuses izsekošana: kad ierīcei ir iekšējas kameras un sensori, lai noteiktu kustību un ceļa pozicionēšanu.
9. Izsekošana ārpusē: kad ierīce izmanto ārējās kameras vai sensorus, lai noteiktu kustību un ceļa pozicionēšanu.
10. Lidmašīnas atrašana: viedtālrunim raksturīgs process, ar kura palīdzību ARCore nosaka horizontālās un vertikālās virsmas jūsu vidē un izmanto šīs virsmas, lai izvietotu un orientētu digitālos objektus
11. Staru apraide : stara projicēšana, lai palīdzētu noteikt, kur AR objekts jānovieto, lai ticamā veidā parādītos reālās pasaules virsmā; izmanto trāpījumu testēšanas laikā.
12. Lietotāju pieredze (UX): process un pamatā esošā sistēma lietotāju plūsmas uzlabošanai, lai izveidotu produktus ar augstu lietojamību un pieejamību galalietotājiem.
13. Lietotāja saskarne (UI): jūsu lietotnes vizuālais materiāls un viss, ar ko mijiedarbojas lietotājs.