Što je proširena stvarnost

U posljednjih nekoliko godina ubrzani je rast proširene stvarnosti i virtualne stvarnosti. Te tehnologije pomažu svijetu da razumije složene stvari čineći vizualizaciju lakšom i učinkovitijom. Olakšavaju vizualizaciju predmeta u 3 dimenzije, što ne samo da stvara virtualnu sliku imaginarnih objekata već izrađuje i 3D slike stvarnih objekata.

Prvi eksperiment virtualne stvarnosti na čovječanstvu Sutherland je izveo 1968. Napravio je ogroman mehanički postavljen zaslon za glavu koji je bio vrlo težak i nazvan je "Damoklov mač". Skica za isti data je u nastavku.

Izraz "proširena stvarnost" izmislila su dva istraživača Boeinga 1992. Oni žele analizirati dijelove zrakoplova bez da ih rastavljaju.

Google je već lansirao svoj ARCore koji pomaže u stvaranju AR sadržaja na pametnim telefonima. Mnogi pametni telefoni podržavaju ARcore i samo trebate preuzeti aplikaciju AR i moći ćete je iskusiti bez ikakvih drugih zahtjeva. Popis pametnih telefona podržanih za AR možete pronaći ovdje.

Zaronimo u svijet AR-a i VR-a razumijevanjem ovih tehnologija i razlika među njima.

Što je proširena stvarnost i po čemu se razlikuje od virtualne stvarnosti?

Proširena stvarnost je izravan ili neizravan živi prikaz stvarnog fizičkog svijeta u kojem se računalom generirani objekti postavljaju pomoću obrade slike. Riječ "Povećati" znači povećati stvari dodavanjem drugih stvari. AR donosi računarstvo u stvarni svijet, omogućujući vam interakciju s digitalnim objektima i informacijama u vašem okruženju.

U virtualnoj stvarnosti stvara se simulirano okruženje u kojem je korisnik smješten unutar iskustva. Dakle, VR vas prebacuje u novo iskustvo i zato ne morate doći tamo da biste vidjeli neko mjesto, osjećate kako je to biti tamo. Oculus Rift ili Google Cardboard neki su primjeri VR-a.

Mješovita stvarnost kombinacija je AR-a i VR-a u kojoj možete stvoriti virtualno okruženje i u njega povećati druge objekte.

Razliku između ovih tehnologija možete vidjeti samo promatranjem gornje slike i definicija.

Najvažnija razlika leži u samom hardveru. Za doživljavanje VR-a potrebne su vam nekakve slušalice koje se mogu napajati putem pametnog telefona ili povezati putem vrhunskog računala. Ove slušalice zahtijevaju zaslone snage s malim kašnjenjem kako bismo mogli glatko promatrati virtualni svijet bez ispuštanja ijednog okvira. Iako AR tehnologija ne zahtijeva nikakve slušalice, možete jednostavno koristiti telefonsku kameru i držati je prema određenim objektima kako biste u bilo kojem trenutku iskusili AR bez slušalica.

Osim upotrebe pametnog telefona za AR, možete koristiti samostalne pametne naočale poput Microsoft Hololensa. Hololens je pametno staklo visokih performansi koje ima ugrađene različite vrste senzora i kamera. Posebno je dizajniran za doživljavanje AR-a.

Koristite slučajeve proširene stvarnosti

Iako je AR mladi medij i već se koristi u raznim sektorima. U ovom ćemo odjeljku pogledati nekoliko najpopularnijih slučajeva upotrebe AR-a.

1. AR za kupnju i maloprodaju: Ovaj sektor vrlo intenzivno koristi AR tehnologiju. AR vam omogućuje da pokušate gledati, odjeću, šminku, naočale itd. Lenskart, internetska platforma za kupnju naočala, koristi AR kako bi vam pružio osjećaj stvarnog izgleda. Namještaj je također najbolji slučaj AR-a. Fotoaparat možete usmjeriti na bilo koji dio vaše kuće / ureda za koji želite kupiti namještaj, prikazat će najbolji mogući pogled u 3-D s točnim dimenzijama.

2. AR za posao: profesionalne organizacije koje također koriste AR koji omogućuje interakciju s proizvodima i uslugama. Trgovci na malo mogu kupcima pružiti nove načine interakcije s proizvodima, a oglašivači mogu dosegnuti potrošače imerzivnim kampanjama. Skladišta mogu stvoriti korisne navigacije i upute za radnike. Arhitektonske tvrtke mogu prikazivati ​​dizajne u 3D prostoru.

3. AR za društvene medije: Mnoge platforme društvenih medija poput Snapchata i Facebooka koriste AR za stavljanje različitih vrsta filtara. AR digitalno manipulira vašim licima i čini vaše fotografije zanimljivijima i smiješnijima.

4. AR u igrama: 2016. Pokemon Go postaje prva virusna AR igra. Bilo je toliko zanimljivo i stvarno da su se ljudi navukli na ovu igru. Sada mnoge tvrtke za igre na sreću koriste AR kako bi likove učinili privlačnijim i interaktivnijim s korisnikom.

5. AR u obrazovanju: podučavanje složenih tema uz pomoć AR-a jedna je od njegovih mogućnosti. Google je pokrenuo AR aplikaciju za obrazovanje pod nazivom Expeditions AR koja je osmišljena kako bi pomogla učiteljima pokazati učenicima uz pomoć AR vizuala. AR vizualni prikaz u nastavku koji pokazuje kako se odvija erupcija vulkana.

6. AR za zdravstvo: AR se koristi u bolnicama za pomoć liječnicima i medicinskim sestrama u planiranju i izvođenju operativnih zahvata. Interaktivni 3-D vizuali poput AR-a nude mnogo više za ove liječnike u usporedbi s 2-D. Stoga AR može voditi kirurge kroz složene operacije korak po korak i u budućnosti bi mogao zamijeniti tradicionalne karte.

7. AR za neprofitne organizacije: AR mogu koristiti neprofitne organizacije za poticanje dubljeg angažmana oko kritičnih problema i pomoć u izgradnji identiteta marke. Na primjer, organizacija želi proširiti svijest o globalnom zagrijavanju, a zatim mogu održati prezentaciju o njezinim utjecajima koristeći AR interaktivne objekte za obrazovanje ljudi.

Hardverski zahtjevi za proširenu stvarnost

Osnova bilo koje tehnologije započinje sa svojim hardverom. Kao što je gore opisano, AR možemo iskusiti na pametnom telefonu ili samostalnim pametnim naočalama. Ovi uređaji sadrže mnogo različitih senzora pomoću kojih se može pratiti korisnikovo okruženje.

Senzori poput akcelerometra, žiroskopa, magnetometra, kamere, detekcije svjetlosti itd. Igraju vrlo važnu ulogu u AR-u. Pogledajmo važnost i ulogu ovih senzora u AR.

Senzori za praćenje pokreta u proširenoj stvarnosti

1. Akcelerometar: Ovaj senzor mjeri ubrzanje koje može biti statično poput gravitacije ili dinamičko poput vibracija. Drugim riječima, mjeri promjenu brzine u jedinici vremena. Ovaj senzor pomaže AR uređaju u praćenju promjene u kretanju.
2. Žiroskop: Žiroskop mjeri kutnu brzinu ili orijentaciju / nagib uređaja. Dakle, kada nagnete svoj AR uređaj, on mjeri količinu nagiba i dodaje ga ARCoreu kako bi AR objekti reagirali u skladu s tim.
3. Kamera: Daje aktivni feed korisnikove okoline na koji se AR objekti mogu prekrivati. Osim same kamere, ARcore koristi i druge tehnologije poput Strojnog učenja, složene obrade slika za stvaranje visokokvalitetnih slika i mapiranje pomoću AR-a.

Razumijemo detaljno praćenje kretanja.

Praćenje pokreta u proširenoj stvarnosti

AR platforme trebaju osjetiti kretanje korisnika. Za to se ove platforme koriste tehnologijama simultane lokalizacije i mapiranja (SLAM) i istodobne odometrije i mapiranja (COM). SLAM je postupak kojim roboti i pametni telefoni razumiju i analiziraju okolni svijet i ponašaju se u skladu s tim. Ovaj postupak koristi senzore dubine, kamere, akcelerometre, žiroskop i senzore svjetlosti.

Istodobna odometrija i mapiranje (COM) možda zvuče složeno, ali u osnovi ova tehnologija pomaže pametnim telefonima da se lociraju u svemiru u odnosu na svijet oko sebe. Snima vizualno različite objekte u okruženju koji se nazivaju značajke. Te značajke mogu biti prekidač za svjetlo, rub stola itd. Bilo koja vizualna slika s visokim kontrastom sačuvana je kao značajka.

Senzori za praćenje lokacije u AR

1. Magnetometar: Ovaj senzor koristi se za mjerenje zemaljskog magnetskog polja. AR uređaju daje jednostavnu orijentaciju povezanu sa Zemljinim magnetskim poljem. Ovaj senzor pomaže pametnom telefonu da pronađe određeni smjer, što mu omogućuje automatsko okretanje digitalnih karata, ovisno o vašoj fizičkoj orijentaciji. Ovaj je uređaj ključ AR aplikacija zasnovanih na lokaciji. Najčešće korišteni magnetni senzor je Hall senzor, pomoću kojeg smo prethodno izgradili okruženje virtualne stvarnosti koristeći Arduino.
2. GPS: To je globalni navigacijski satelitski sustav koji pruža geolokaciju i podatke o vremenu GPS prijamniku, kao u pametnom telefonu. Za pametne telefone koji podržavaju ARCore, ovaj uređaj pomaže u omogućavanju AR aplikacija zasnovanih na lokaciji.

Zbog čega se AR osjeća stvarno?

Postoje mnogi alati i tehnike koji se koriste da bi se AR osjećao stvarnim i interaktivnim.

1. Postavljanje i pozicioniranje imovine: imovina su AR objekti koji su vidljivi očima. Da bi se održala iluzija stvarnosti u AR-u, digitalni se objekti trebaju ponašati na isti način kao i stvarni. Ti se predmeti trebaju držati fiksne točke u danom okruženju. Fiksna točka može biti nešto konkretno poput poda, stola, zida itd. Ili može biti u zraku. Znači da tijekom pokretanja imovina ne smije nasumično skakati, treba biti fiksirana na unaprijed definiranim točkama.

2. Razmjera i veličina imovine: AR objekti moraju biti u mogućnosti skalirati. Na primjer, ako vidite automobil koji ide prema vama, kreće od malog i postaje sve veći kako se približava. Također, ako sliku vidite sa strane, ona izgleda drugačije kad se vidi sprijeda. Dakle, AR objekti se također ponašaju na isti način i daju osjećaj kao stvarni objekti.

3. Okluzija: Ono što se događa kada sliku ili objekt blokira netko drugi, naziva se Okluzija. Dakle, kad pomaknete ruku ispred očiju, bit ćete zabrinuti ako nešto vidite dok su vam oči začepljene rukom. Također, AR objekti trebali bi slijediti isto pravilo, kada AR objekt skriva drugi AR objekt, tada bi samo AR objekt koji se nalazi ispred trebao biti vidljiv okludiranjem drugog.

4. Osvjetljenje za povećani realizam: Kada dođe do promjene osvjetljenja okoline, AR objekt mora odgovoriti na ovu promjenu. Na primjer, ako su vrata otvorena ili zatvorena, AR objekt trebao bi promijeniti boju, sjenu i izgled. Također, sjena bi se trebala pomicati u skladu s tim kako bi se AR osjećao stvarnim.

Alati za stvaranje proširene stvarnosti

Postoje neke mrežne platforme i namjenski softver za izradu AR sadržaja. Kako Google ima vlastiti ARCore, oni pružaju dobru podršku početnicima u izradi AR-a. Osim toga, u nastavku je ukratko objašnjeno nekoliko drugih AR programa:

Poly je internetska Googleova knjižnica u kojoj ljudi mogu pregledavati, dijeliti i remiksirati 3D materijale. Element je 3D model ili scena stvoren pomoću nagibne četke, blokova ili bilo kojeg 3D programa koji stvara datoteku koja se može prenijeti na Poly. Mnoga sredstva licencirana su pod CC BY licencom, što znači da ih programeri mogu koristiti u svojim aplikacijama besplatno, sve dok autoru bude dodijeljeno priznanje.

Nagibna četka omogućuje vam slikanje u 3D prostoru s virtualnom stvarnošću. Oslobodite svoju kreativnost trodimenzionalnim potezima kista, zvijezdama, svjetlošću, pa čak i vatrom. Vaša soba je vaše platno. Vaša paleta je vaša mašta. Mogućnosti su bezbrojne.

Blokovi pomažu u stvaranju 3D objekata u virtualnoj stvarnosti, bez obzira na vaše iskustvo modeliranja. Pomoću šest jednostavnih alata možete svoje programe oživjeti.

Unity je mehanizam za igre na više platformi koji je razvio Unity Technologies i koji se prvenstveno koristi za razvoj trodimenzionalnih i dvodimenzionalnih video igara i simulacija za računala, konzole i mobilne uređaje. Unity je postao popularni motor za stvaranje VR i AR sadržaja.

Sceneform je 3D okvir s fizički utemeljenim renderom koji je optimiziran za mobilne uređaje i koji programerima Jave olakšava izgradnju proširene stvarnosti.

Važni pojmovi koji se koriste u AR i VR

1. Sidra: To je korisnički definirano zanimljivo mjesto na koje se postavljaju AR objekti. Sidra se izrađuju i ažuriraju u odnosu na geometriju (ravnine, točke itd.)
2. Imovina: Odnosi se na 3D model.
3. Projektni dokument: Vodič za vaše AR iskustvo koji sadrži svu 3D imovinu, zvukove i druge ideje za dizajn koje vaš tim treba primijeniti.
4. Razumijevanje okoliša : Razumijevanje stvarnog okoliša otkrivanjem značajnih točaka i ravnina i njihovim korištenjem kao referentnim točkama za mapiranje okoliša. Naziva se i sviješću o kontekstu.
5. Značajke: To su vizualno različite značajke u vašem okruženju, poput ruba stolice, prekidača za svjetlo na zidu, ugla prostirke ili bilo čega drugog što će vjerojatno ostati vidljivo i dosljedno smješteno u vašem okruženju.
6. Ispitivanje pogotka: Koristi se za uzimanje koordinata (x, y) koje odgovaraju zaslonu telefona (pruža ih dodirom ili bilo kojom drugom interakcijom koju želite da vaša aplikacija podržava) i projicira zraku u pogled svijeta na kameru. To korisnicima omogućuje odabir ili interakciju s objektima u okolini na bilo koji drugi način.
7. Uronjenje: osjećaj da digitalni objekti pripadaju stvarnom svijetu. Prekidanje uranjanja znači da je osjećaj za realizam slomljen; u AR-u to obično radi objekt koji se ponaša na način koji ne odgovara našim očekivanjima.
8. Praćenje iznutra: kada uređaj ima unutarnje kamere i senzore za otkrivanje pokreta i pozicioniranje traga.
9. Praćenje izvan ulaza: kada uređaj koristi vanjske kamere ili senzore za otkrivanje pokreta i pozicioniranje traga.
10. Traženje ravnine: Postupak specifičan za pametni telefon kojim ARCore određuje gdje su vodoravne i okomite površine u vašem okruženju i koristi ih za postavljanje i orijentaciju digitalnih objekata
11. Raycasting : Projektiranje zraka kako bi se pomoglo procijeniti gdje AR objekt treba smjestiti kako bi se na vjerodostojan način pojavio na površini stvarnog svijeta; koristi se tijekom testiranja pogotka.
12. Korisničko iskustvo (UX): Postupak i temeljni okvir za poboljšanje korisničkog protoka za stvaranje proizvoda s velikom upotrebljivošću i dostupnošću za krajnje korisnike.
13. Korisničko sučelje (UI): Vizualni elementi vaše aplikacije i svega što korisnik komunicira.