Mi a kibővített valóság

Az elmúlt években gyors növekedés tapasztalható a kiterjesztett valóságban és a virtuális valóságban. Ezek a technológiák elősegítik a világ számára az összetett dolgok megértését azáltal, hogy könnyebbé és hatékonyabbá teszik a vizualizációt. Ezek megkönnyítik az objektum 3 dimenzióban történő megjelenítését, amely nemcsak képzeletbeli tárgyak virtuális képét hozza létre, hanem valós tárgyak 3D-s képeit is elkészíti.

Az emberiség virtuális valóságának első kísérletét Sutherland végezte el 1968-ban. Hatalmas, mechanikusan szerelt fejkijelzőt készített, amely nagyon nehéz volt, és amelyet Damoklész kardjának neveztek el. Ugyanennek a vázlata az alábbiakban látható.

A „kiterjesztett valóság” kifejezést két Boeing-kutató hozta létre 1992-ben. A repülőgép alkatrészeit anélkül akarják elemezni, hogy szétszerelnék őket.

A Google már elindította ARCore-ját, amely segít az AR-tartalom elkészítésében okostelefonokon. Sok okostelefon támogatja az ARcore-ot, és csak le kell töltenie az AR alkalmazást, és minden más követelmény nélkül megtapasztalhatja. Az AR által támogatott okostelefonok listáját itt találja.

Merüljünk el az AR és a VR világában, megértve ezeket a technológiákat és a közöttük lévő különbségeket.

Mi a kiterjesztett valóság és miben különbözik a virtuális valóságtól?

A kiterjesztett valóság a valós fizikai világ közvetlen vagy közvetett élő nézete, amelyben a számítógéppel létrehozott objektumok képfeldolgozással kerülnek elhelyezésre. Az „Augment” szó azt jelenti, hogy a dolgokat más dolgok hozzáadásával nagyítjuk. Az AR a számítástechnikát a való világba hozza, így kölcsönhatásba léphet a környezetében lévő digitális tárgyakkal és információkkal.

A virtuális valóságban egy olyan szimulált környezet jön létre, amelyben a felhasználó az élmény belsejébe kerül. Tehát a VR új élménybe sodorja Önt, és ezért nem kell eljutnia ahhoz, hogy megnézzen egy helyet, érzi, milyen érzés ott lenni. Az Oculus Rift vagy a Google Cardboard néhány példa a VR-re.

A vegyes valóság az AR és a VR kombinációja, amelyben virtuális környezetet hozhat létre, és más objektumokat bővíthet bele.

A fenti kép és definíciók figyelembevételével láthatja a különbséget ezek között a technológiák között.

A legfontosabb különbség magában a hardverben rejlik. A VR élményéhez valamilyen fülhallgatóra van szükség, amelyet okostelefonon keresztül táplálhat, vagy csúcskategóriás számítógépen keresztül csatlakoztathat. Ezekhez a fülhallgatókhoz alacsony késleltetésű tápellátás-kijelzőkre van szükség, hogy zökkenőmentesen figyelhessük meg a virtuális világot egyetlen képkocka eldobása nélkül. Bár az AR technológia nem igényel semmilyen fülhallgatót, egyszerűen használhat egy telefonkamerát, és tartsa azt meghatározott tárgyak felé, hogy bármikor megtapasztalhassa a fejhallgató nélküli AR-t.

Az okostelefon AR mellett történő használatán kívül használhat önálló intelligens szemüveget is, mint például a Microsoft Hololens. A Hololens egy nagy teljesítményű intelligens üveg, amelybe különböző típusú érzékelők és kamerák vannak beágyazva. Kifejezetten AR kezelésére tervezték.

Használja a kiterjesztett valóság eseteit

Bár az AR fiatal közeg, és már használják a különféle ágazatokban. Ebben a részben megnézzük az AR legnépszerűbb felhasználási eseteit.

1. Vásárlási és kiskereskedelmi AR: Ez az ágazat nagyon széles körben alkalmazza az AR technológiát. Az AR segítségével megpróbálhatod megnézni, ruházni, sminkelni, szemüvegeket stb. A Lenskart, a szemüvegvásárlás online platformja az AR-t használja, hogy átérezhesse a valódi megjelenést. A bútorok az AR legjobb felhasználási esetei is. A fényképezőgépet házának / irodájának bármely részére irányíthatja, amelyhez bútorokat szeretne vásárolni, ez a lehető legjobb képet mutatja 3D-ben, pontos méretekkel.

2. AR for Business: Az AR-t is használó szakmai szervezetek, amelyek lehetővé teszik a termékekkel és szolgáltatásokkal való interakciót. A kiskereskedők újszerű módszereket kínálhatnak az ügyfeleknek, hogy kapcsolatba lépjenek a termékekkel, a hirdetők pedig magával ragadó kampányokkal érhetik el a fogyasztókat. A raktárak hasznos navigációkat és utasításokat készíthetnek a dolgozók számára. Az építészirodák 3D-s térben jeleníthetik meg a terveket.

3. AR a közösségi médiához: Számos közösségi média platform, például a Snapchat, a Facebook az AR segítségével különböző típusú szűrőket tesz fel. Az AR digitálisan manipulálja az arcokat, és érdekesebbé és viccesebbé varázsolja fotóit.

4. AR a játékban: 2016-ban a Pokemon Go lesz az első vírusos AR-játék. Olyan érdekes és valóságos volt, hogy az emberek rabjai lettek ennek a játéknak. Most sok játékcég használja az AR-t, hogy a karaktereket vonzóbbá és interaktívabbá tegye a felhasználóval.

5. AR az oktatásban: Az összetett témák oktatása az AR segítségével az egyik képessége. A Google elindította az Expeditions AR nevű oktatási AR alkalmazást, amelynek célja, hogy a tanárok AR látványtervek segítségével mutassák meg a diákoknak. Az alábbiakban látható AR adás, amely megmutatja, hogyan zajlik a vulkánkitörés.

6. Egészségügyi AR : Az AR-t kórházakban használják az orvosok és az ápolónők segítésére a műtétek tervezésében és végrehajtásában. Az AR-hoz hasonló interaktív 3D-s képek sokkal többet kínálnak ezeknek az orvosoknak a 2-D-hez képest. Ezért az AR egy lépésben vezetheti a sebészeket a bonyolult műveletek során, és ez a jövőben felválthatja a hagyományos diagramokat.

7. Nonprofit szervezetek számára nyújtott AR: A nonprofit szervezetek AR-t használhatnak a kritikus kérdések körüli mélyebb elkötelezettség ösztönzésére és a márkaidentitás kialakításában. Például egy szervezet el akarja terjeszteni a globális felmelegedéssel kapcsolatos tudatosságot, majd előadást tarthatnak annak hatásairól az AR interaktív objektumok felhasználásával az emberek oktatása céljából.

Hardverkövetelmények a kiterjesztett valósághoz

Bármely technológia alapja a hardverrel kezdődik. A fent leírtak szerint AR-t tapasztalhatunk okostelefonon vagy önálló intelligens szemüvegen. Ezek az eszközök sokféle érzékelőt tartalmaznak, amelyeken keresztül nyomon követhető a felhasználó környezete.

Az AR-ban nagyon fontos szerepet játszanak az olyan érzékelők, mint a gyorsulásmérő, a giroszkóp, a magnetométer, a kamera, a fényérzékelés stb. Lássuk ezen érzékelők fontosságát és szerepét az AR-ban.

Mozgáskövető érzékelők a kiterjesztett valóságban

1. Gyorsulásmérő: Ez az érzékelő méri a gyorsulást, amely lehet statikus, mint a gravitáció, vagy lehet dinamikus, mint a rezgés. Más szavakkal, időegységenként méri a sebesség változását. Ez az érzékelő segíti az AR eszközt a mozgás változásának nyomon követésében.
2. Giroszkóp: A giroszkóp méri az eszköz szögsebességét vagy orientációját / dőlését. Tehát amikor megdönti az AR eszközét, akkor megméri a dőlés mértékét és betáplálja az ARCore-ba, hogy az AR objektumok ennek megfelelően reagáljanak.
3. Kamera: A felhasználó környezete élő közvetítést ad, amelyre AR objektumokat lehet átfedni. Magán a kamerán kívül az ARcore más technológiákat is használ, például a gépi tanulást, a komplex képfeldolgozást kiváló minőségű képek előállításához és az AR-val való leképezéshez.

Értsük meg részletesen a mozgáskövetést.

Mozgáskövetés a kiterjesztett valóságban

Az AR platformoknak érzékelniük kell a felhasználó mozgását. Ehhez ezek a platformok a szimultán lokalizáció és térképezés (SLAM), valamint a párhuzamos odometria és leképezés (COM) technológiákat használják. A SLAM az a folyamat, amelynek során a robotok és az okostelefonok megértik és elemzik a környező világot, és ennek megfelelően cselekszenek. Ez a folyamat mélységérzékelőket, kamerákat, gyorsulásmérőket, giroszkópot és fényérzékelőket használ.

Az egyidejű odometria és térképezés (COM) összetettnek tűnhet, de alapvetően ez a technológia segít az okostelefonoknak abban, hogy az űrben helyezkedjenek el a körülötte lévő világhoz képest. Vizuálisan elkülönülő objektum-jellemzőket rögzít a környezetben, az úgynevezett jellemzőpontokat. Ezek a jellemző pontok lehetnek világításkapcsoló, az asztal széle stb. Bármilyen nagy kontrasztú látvány megőrződik jellemző pontként.

Helymeghatározó érzékelők AR-ban

1. Mágnesmérő: Ez az érzékelő a föld mágneses mezőjének mérésére szolgál. Ez az AR eszköznek egyszerű orientációt biztosít a Föld mágneses mezőjéhez viszonyítva. Ez az érzékelő segíti az okostelefont egy adott irány megtalálásában, amely lehetővé teszi a digitális térképek automatikus elforgatását a fizikai helyzetétől függően. Ez az eszköz a helyalapú AR-alkalmazások kulcsa. A leggyakrabban használt mágnesérzékelő egy Hall-érzékelő, amelynek használatával korábban Arduino segítségével építettünk virtuális valóság környezetet.
2. GPS: Ez egy globális műholdas navigációs rendszer, amely geolokációs és időinformációkat szolgáltat a GPS-vevőkhöz, például egy okostelefonhoz. Az ARCore-képes okostelefonok esetében ez az eszköz segít a helyalapú AR-alkalmazások engedélyezésében.

Mitől érzi magát valóságosnak az AR?

Számos eszköz és technika használható arra, hogy az AR valóságosnak és interaktívnak érezze magát.

1. Eszközök elhelyezése és elhelyezése: Az eszközök azok a AR objektumok, amelyek a szem számára láthatóak. A valóság illúziójának fenntartása érdekében az AR-ban a digitális objektumoknak ugyanúgy kell viselkedniük, mint a valódiaknak. Ezeket az objektumokat egy adott környezetben rögzített ponthoz kell ragasztani. A rögzített pont lehet valami konkrét, például padló, asztal, fal stb., Vagy lehet a levegő közepén. Ez azt jelenti, hogy a mozgás során az eszközöket nem szabad véletlenszerűen ugrani, hanem előre meghatározott pontokon kell rögzíteni.

2. Az eszközök skálája és mérete: Az AR objektumoknak képesnek kell lenniük a méretezésre. Például, ha látja, hogy egy autó felénk jön, akkor kicsiből indul, és közeledve nagyobb lesz. Továbbá, ha egy festményt oldalról lát, az elölről nézve másképp néz ki. Tehát az AR objektumok ugyanúgy viselkednek, és valódi tárgyakként érzik magukat.

3. Elzáródás: Mi történik, ha egy képet vagy tárgyat egy másik blokkol, az elzáródásnak nevezzük. Tehát, amikor a kezét a szeme elé mozgatja, aggódni fog, ha bármit is lát, miközben a szemeit egy kéz elzárja. Az AR objektumoknak ugyanazt a szabályt kell követniük, amikor egy AR objektum elrejti a többi AR objektumot, akkor csak a szemben lévő AR objektumnak kell láthatónak lennie a másik elzárásával.

4. Világítás a megnövekedett realizmus érdekében: Ha változás történik a környező világításában, akkor az AR objektumnak reagálnia kell erre a változásra. Például, ha az ajtót kinyitják vagy becsukják, az AR objektumnak meg kell változtatnia a színét, az árnyékát és a megjelenését. Az árnyéknak ennek megfelelően kell mozognia, hogy az AR valóságosnak érezze magát.

Eszközök a kiterjesztett valóság létrehozására

Van néhány online platform és dedikált szoftver az AR tartalom készítéséhez. Mivel a Google-nek saját ARCore-ja van, jó támogatást nyújtanak egy kezdőnek az AR elkészítéséhez. Ezen kívül néhány más AR szoftvert röviden ismertetünk az alábbiakban:

A Poly egy online könyvtár a Google-tól, ahol az emberek böngészhetnek, megoszthatnak és remixelhetnek 3D-s elemeket. Az eszköz egy 3D modell vagy jelenet, amelyet a Tilt Brush, Blocks vagy bármely olyan 3D program segítségével hoztak létre, amely a Poly-be feltölthető fájlt hoz létre. Sok eszköz CC BY licenc alatt van licencelve, ami azt jelenti, hogy a fejlesztők ingyenesen használhatják őket az alkalmazásaikban, amennyiben az alkotó hitelt kap.

A Tilt Brush segítségével virtuális valósággal festhet 3D térben. Engedje szabadjára kreativitását háromdimenziós ecsetvonásokkal, csillagokkal, fénnyel és akár tűzzel is. A szobád a vásznad. A palettád a képzeleted. A lehetőségek végtelenek.

A blokkok segítenek a 3D-s objektumok létrehozásában a virtuális valóságban, függetlenül a modellezési tapasztalatoktól. Hat egyszerű eszközzel életre keltheti alkalmazásait.

Az Unity egy olyan platformokon átívelő játékmotor, amelyet a Unity Technologies fejlesztett ki, és amelyet elsősorban háromdimenziós és kétdimenziós videojátékok és szimulációk fejlesztésére használnak számítógépekhez, konzolokhoz és mobil eszközökhöz. A Unity a VR és AR tartalmak létrehozásának népszerű játékmotorjává vált.

A Sceneform egy 3D-s keretrendszer, fizikailag megalapozott megjelenítővel, amely mobilra van optimalizálva, és amely megkönnyíti a Java fejlesztők számára a kibővített valóság felépítését.

Az AR-ban és a VR-ben használt fontos kifejezések

1. Horgonyok: Ez egy felhasználó által meghatározott érdekes pont, amelyre AR objektumokat helyeznek el. A horgonyok létrehozása és frissítése a geometriához képest (síkok, pontok stb.)
2. Eszköz: 3D modellre utal.
3. Tervdokumentum: Útmutató az AR-élményhez, amely tartalmazza az összes 3D-s eszközt, hangot és egyéb tervezési ötletet a csapat számára.
4. Környezeti megértés : A valós környezet megértése a jellemzőpontok és síkok észlelésével és azok referenciapontként történő felhasználásával a környezet feltérképezéséhez. Kontextustudatosságnak is nevezik.
5. Funkciópontok: Ezek vizuálisan megkülönböztethető tulajdonságok a környezetében, például egy szék széle, egy villanykapcsoló a falon, a szőnyeg sarka vagy bármi más, ami valószínűleg látható marad és következetesen elhelyezkedik a környezetében.
6. Találat-teszt: A telefon képernyőjének megfelelő (x, y) koordináták felvételére szolgál (amelyet egy csap vagy bármely más interakció biztosít, amelyet az alkalmazás támogat). Ez lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy kiválasszák vagy más módon lépjenek kapcsolatba a környezetben lévő tárgyakkal.
7. Merülés: A digitális tárgyak való életbe való befogadása. Az elmélyülés megtörése azt jelenti, hogy a realizmus érzése megtört; az AR-ban ez általában egy objektum által viselkedik, amely nem felel meg elvárásainknak.
8. Inside-Out követés: Ha a készülék belső kamerákkal és érzékelőkkel rendelkezik a mozgás érzékeléséhez és a pálya pozicionálásához.
9. Külső nyomon követés: Amikor a készülék külső kamerákat vagy érzékelőket használ a mozgás érzékeléséhez és a pálya pozícionálásához.
10. Plane megállapítás: Az okostelefon-specifikus folyamat, amely meghatározza, hogy hol ARCORE vízszintes és függőleges felületek a környezetében, és használja ezeket a felületeket a helyen, és tájékozódni a digitális objektumok
11. Sugárzás : sugár kivetítése annak becslése érdekében, hogy hova kell az AR objektumot elhelyezni, hogy hihető módon jelenjen meg a valós felületen; a találati teszt során használják.
12. Felhasználói élmény (UX): A felhasználói áramlás fokozásának folyamata és mögöttes keretrendszere magas szintű felhasználhatósággal és hozzáférhetőséggel rendelkező termékek létrehozása érdekében a végfelhasználók számára.
13. Felhasználói felület (UI): Az alkalmazás látványa és minden, amivel a felhasználó interakcióba lép.