Что такое расширенная реальность
Дополненная реальность. Что это такое и для чего она нужна
Когда мы говорим о будущем, мы имеем в виду не те события, которые случатся совсем не скоро – будущее уже наступило. Вместе с Алисой Селезневой оно постучалось в мир моего поколения и потом стремительно начало материализовываться в реальной жизни. Я чётко помню момент, как я читала Булычева и там Алиса разговаривала с отцом по видеосвязи. И это было ого-го какое будущее! Но прошло совсем немного времени, и появился Skype. А чуть позже – мессенджеры всех сортов.
Но и это оказалось не пределом – технический и цифровой мир вокруг нас набрал обороты и развивался быстрее, чем мы могли себе позволить с нашими российскими зарплатами. Одним из самых ярких, пока ещё развивающихся направлений стала дополненная реальность.
В 1994 году Пол Милгр и Фумио Кисино создали понятие «дополненная реальность» и описали этот процесс как проекцию цифровой информации поверх экранов любых устройств.
И это уже не такая и фантастика – дополненная реальность часто используется на производствах не только за рубежом, но и в России.
Существует несколько видов устройств для дополненной реальности:
Где использовать дополненную реальность?
Первой игрой, получившей всемирную популярность, стала PokemonGo. Мир был захвачен за месяц. Игра получила такое широкое распространение, что в некоторых странах, в том числе и в России, наложили запрет на игру в определённых местах.
Ещё один знакомый каждому пример – это маски для Инстаграм. Как только пользователь примеряет на себя ушки и кошачий нос, он тут же становится пользователем технологий AR.
Большую популярность технология получила благодаря индустрии развлечений для взрослых. Пикантные фильмы «вышли» за пределы мониторов и стали реалистичнее.
Есть замечательное приложение 4D Anatomy – благодаря ему можно увидеть анатомический срез любого человека – в том числе, и свой собственный. Музей науки в Лондоне в 2012 году презентовал AR-приложение, с помощью которого можно совершить экскурсию с дополненной реальностью.
А не так давно один русский учёный, Илья Колмановский, описывал в своём блоге, как принимал участие в экспериментах на грани физики и психологии в Каролинском университете в Стокгольме. По словам Ильи, благодаря AR-технологиям, он принимал муляж руки за свои собственные конечности, а настоящее тело переставал чувствовать. Этакое изменение собственному разуму.
Есть приложение, которое проецирует изображение спидометра на лобовое стекло машины. А есть специально разработанные приложения, которые накладывают на изображение местности таблички с названием мест и расстояний. Это находка для путешественников, которые не любят долгие и нудные экскурсии. Вот оно всё, в реальном времени, прямо перед глазами.
Конечно, использовать дополненную реальность можно и в обычной повседневной жизни. К примеру, есть приложение-рулетка или продукт, разработанный компанией Ikea. С помощью него можно расставить мебель от компании в любой настоящей комнате и прикинуть, как это будет выглядеть со стороны.
Большое исследование провели об использовании дополненной реальности провели учёные Тапио Солонен, Юха Сааки и несколько других авторов. Посмотреть можно здесь
Стивен Хендерсон и Стивен Файнер из Колумбийского университета провели исследование об использовании технологий на производстве (http://monet.cs.columbia.edu/projects/armar/pubs/henderson_feiner_ismar2009.pdf)
И это далеко не всё, на что способна дополненная реальность. О других возможностях я постараюсь рассказать в следующих материалах.
Виртуальная, дополненная и смешанная реальность: суть понятий и история развития
В новостях всё чаще появляются упоминания о новых устройствах виртуальной и дополненной реальности. Трудно за всем этим уследить, а ещё более трудно упорядочить эту обрывочную информацию из новостей. Поэтому я решил в одной статье свести все ключевые моменты, касающиеся данной отрасли. Ведь в ближайшие лет пять, новости из этой сферы будут появляться всё чаще. По крайней мере, так думают инвесторы, вкладывающие огромные суммы в стартапы, специализирующиеся на виртуальной реальности. Кроме юных энтузиастов за виртуальную и дополненную реальность всерьёз взялись и крупнейшие ИТ-предприятия. Но обо всём по порядку…
Определения, сходства и различия
Для начала определимся с терминологией. Смотрим Википедию:
Виртуальная реальность (Virtual Rality, VR; далее — ВР) это созданный техническими средствами мир (объекты и субъекты), передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, обоняние, осязание и другие. Сам термин «виртуальный» происходит от лат. virtualis — возможный.
Дополненная реальность (Augmented Reality, AR, расширенная реальность, улучшенная реальность и т.д.; далее — ДР) — результат введения в поле восприятия любых сенсорных данных с целью дополнения сведений об окружении и улучшения восприятия информации. Предположительно сам термин был введён инженером корпорации Boeing Томом Коделом в 1990 году. Уже тогда специалисты этой компании закрепляли на голове небольшие цифровые дисплеи, помогавшие им монтировать провода в самолёте.
Основной целью виртуальной реальности является создание своего цифрового мира максимально похожего на наш (хотя бы по физическим признакам), но этот мир всё же является смоделированным компьютером (или другим устройством), т.е. по сути созданным человеком в цифровой среде с нуля. Дополненная же реальность лишь накладывает элементы искусственной реальности на наше окружение. Виртуальная реальность взаимодействует лишь с человеком, дополненная — ещё и с внешним миром.
Кроме этого, ещё выделяют смешанную (гибридную, Mixed reality, MR; далее — СР) реальность — объединение виртуальной и дополненной реальности, т.е. накладывание несуществующих виртуальных объектов на наше окружение.
Типичный пример смешанной реальности — функция Гугл переводчика, которая в реальном времени переводит слова с одного языка на другой, тут же подбирая похожий шрифт и заменяя их.
Резюмирую:
Дополненная реальность накладывает вспомогательные объекты на наше окружение. Смешанная реальность встраивает виртуальны объекты в окружение и подстраивает их. Виртуальная реальность создаёт своё окружение, не взаимодействуя с внешним миром.
История возникновения
Начнём с далёкого 1901 года, когда писатель Фрэнк Баум (автор волшебной страны Оз, предвестник телевидения, ноутбуков и беспроводной связи) рассказал об идеи электронного дисплея, накладывающегося поверх реальной жизни.
Время шло и лет через 50 идея Фрэнка нашла воплощение в машине «Сенсорама», которую сейчас бы назвали арт-проектом. Устройство представляло из себя ни то стол, ни то шкаф со стереокартинками, звуком, запахами, вибрирующим креслом и прочими эффектами, но широкого интереса не вызвало и о нём вскоре забыли.
В начале 60х начинает появляться и развиваться компьютерная графика.
В 1960 специалисты компании Боинг Верн Хадсон и Уильям Феттер создают первые системы машинной графики, которую теперь принято называть компьютерной.
В 1962 Стив Рассел, Мартин Грец и Уэйн Уитанем выпускают первую компьютерную видеоигру «Spacewar».
В 1963 году американский учёный Айвен Сазерленд создал первый графический редактор «Sketchpad».
Примерно в это время Станислав Лем, в одной из своих книг, формулирует и отвечает на вопрос «как создать действительность, которая для разумных существ, живущих в ней, ничем не отличалась бы от нормальной действительности, но подчинялась бы другим законам?».
В 1964 году General Motors представила систему автоматизированного проектирования DAC-1, разработанную совместно с IBM.
В том же году группой математиков под руководством Н. Н. Константинова была создана компьютерная математическая модель движения кошки. А через 4 года из неё сделали первую компьютерную анимацию — машина БЭСМ-4, выполняя написанную программу решения
дифференциальных уравнений, рисовала на алфавитно-цифровом принтере мультфильм «Кошечка» (да, коты уже тогда захватили ИТ-мир).
И в том же 68-м, появилась возможность выводить компьютерные изображения на экран электронно-лучевой трубки.
Вернёмся на пару лет назад и отдельно отметим ещё одно изобретение уже упоминавшегося Айвена Сазерленда. В 1966 году вертолётостроительная компания Bell Helicopter начала разработку систем для управления полётами в ночное время. Системы состояли из инфракрасных камер и приёмников, расположенных на шлеме пилота. Направление получило название «удаленная реальность» (Remote Reality). Профессор Сазерленд и один из его студентов Боб Споулл решили заменить инфракрасные приёмники на электронные трубки, подключенные к компьютеру, создав тем самым прототип первого видеошлема.
Примерно в это же время, в конце 60х компьютерный художник Майрон Крюгер вводит понятие искусственной реальности.
Ещё через 10 лет — в 1977 — в Массачусетском Технологическом Институте была создана «Кинокарта Аспена» — компьютерная программа, позволяющая совершить прогулку по американскому городу Аспен. Эта программа считается первой визуализацией виртуальной реальности.
В том же году Даниэль Сандин, Ричард Сейр и ряд других инженеров из EVL изобрели перчатку, с помощью которой можно было передавать в компьютер данные о движении руки. Устройство получило название «Перчатка Сейра».
В 1982 Томас Зиммерман (один из основателей VPL Research) запатентовал установку в перчатку оптических датчиков. Перчатка Зиммермана была предназначена для совмещения акустической гитары и компьютера и передавала на последний данные о положении пальцев, а компьютерная программа уже преобразовывала полученные данные в звук.
В 1989 перчатки виртуальной реальности, наконец, дошли до массового потребителя. Устройство под названием Nintendo Power Glove выпустила NES. Однако, широкого распространения оно не получило.
Следующий большой скачок, оказавший влияние на развитие ВР, произошёл в конце 80х-начале 90х.
В 1989 году другой основатель VPL Research, программист, футуролог, философ, музыкант и много ещё кто Джарон Ланье вводит, собственно, сам термин «виртуальная реальность».
В 1991 анонсируется набор Sega VR, но до выпуска он так и не дошёл — тестировщиков тошнило, кружилась голова и т.д.
В 1994 году Пол Милгром и Фумио Кисино описали континуум «виртуальность — реальность» — пространство между реальностью и виртуальностью, между которыми расположены дополненная реальность (ближе к реальности) и дополненная виртуальность (ближе к виртуальности).
В том же году выходит в продажу шлем Forte VFX1. Устройство добротное, но высокая цена и небольшое количество доступных игр не позволили ему стать популярным.
1995 Nintendo выпускает игровую консоль Virtual Boy. Но и она проваливается. Красно-чёрное изображение на экране долго смотреть просто невозможно, поэтому приставка стала первой консолью, вынуждавшей игрока делать перерывы, чтобы глаза могли отдохнуть.
После этого ещё выходило много шлемов ВР, но ни один из них так и не стал массовым. В начале 90х вышло множество фильмов и книг, популяризирующих данную отрасль. Тема виртуальной реальности была интересна и обсуждаема. Но, несмотря на это (видимо из-за громких провалов шлемов ВР) почти 10 лет не появлялось никаких интересных разработок в этой сфере. В 2000х виртуальная реальность перешла в сферу компьютерных игр.
Сегодня на рынке представлен огромный выбор очков и шлемов ВР, можно найти как проникнутые идеями футуризма (TLpower G100*):
Так и просто «народные» очки, куда надо вставлять телефон — Google Cardboard VR BOX III 3*
Есть даже самосборные из картона* под 5 дюймовые телефоны.
Про новый виток развития искусственной реальности и о современных разработках мы расскажем в следующей статье.
AR — технология будущего. Начало цикла статей посвященных этой прорывной технологии
Доброго времени суток. В этом блоге я сделаю цикл статей посвященных AR (дополненной реальности) и VR (виртуальной реальности). Также коротко коснемся так называемой «смешанной реальности». Будет круто. Держитесь покрепче за свои реальные кресла.
AR (Augmented Reality) – это технология дополненной реальности. В рамках нее, на экранах различных девайсов можно просматривать 3D-объекты, а также визуализировать несуществующие предметы в конкретном помещении. AR позволяет накладывать визуальные объекты на физическое пространство. Сочетать их.
Мы расскажем об особенностях технологии дополненной реальности. О том, где ее применяют. А также рассмотрим историю создания, и то, как работает технология.
Дополненная реальность применяется во многих странах мира. Ее используют в:
Также, AR используется и в рекламе. Ее применяют для того, чтобы создать так называемый «Вау-эффект». Более эффективно и быстро продать товар.
Впервые о дополненной реальности стало известно в 1990 году. Соответствующее название для технологии разработал сотрудник компании Boeing по имени Том Кодел. Благодаря дополненной реальности, инженеры корпорации видели виртуальные чертежи самолетов. Чтобы просматривать их в 3D, они использовали специальные шлемы с дисплеями.
В 1994 году исследователи Пол Милгром и Фумио Кисино разработали континуум «виртуальность-реальность». Продолжили работу над изучением технологии AR.
В 1997 году Рональд Азума более подробно описал, что такое виртуальная реальность. По его словам, это система, в которой скомбинированы настоящие и виртуальные объекты. Они двигаются одновременно друг с другом. И функционируют в 3D-пространстве.
Расширенная реальность AR
Расширенная реальность (AR)
Расширенная реальность это технология, позволяющая совмещать объекты реального мира с виртуальной реальностью. И сегодня мы хотим рассказать, в каких направлениях сейчас идёт эта новая технология.
AR накладывает цифровую информацию на физический мир с помощью смартфонов или гарнитур. В своей простой форме, AR это умный дисплей. Более продвинутые формы этой технологии, могут легко переносить образы персонажей или полезную информацию — на физические объекты, и применить эту технологию можно уже сейчас, начиная от дома заканчивая промышленными складами.
AR немного опередила виртуальную реальность в своем развитии. Потому как потенциальные практические применения расширенной реальности — более значительны, чем возможности виртуальной реальности. Итак, что ожидается от AR в ближайшие годы?
Сегодня стандартные рыночные прогнозы фокусируются на том, как технологии AR можно внедрить в различные виды производства, и как это повлияет на бизнес. Однако прошлый опыт показывает, что эта точка зрения слишком узка, так как не учитывает влияние конвергентных технологий—например, чудо интеграции мобильных технологий и интернета.
Дополненная реальность (и в какой—то степени виртуальная реальность) находится на пути столкновения с другими новыми экспоненциальными технологиями — например, такими как Интернет вещей (IoT), 3D-печать или машинное обучение (автономность и роботизация)… Предприятия, готовые развиваться, «идти в ногу со временем» и интегрировать различные современные технологии в свой бизнес — с большей вероятностью окажутся лидерами в своих отраслях, и в более экономически выгодных и прибыльных условиях, чем те предприятия, которые работают в прежних режима
Инновации прошлого, как предпосылка для будущего
В аналитике, мобильные технологии стали одним из крупнейших сбоев за последние 20 лет. Аналитики из McKinsey Company думали, что эти устройства станут меньше, увеличат срок службы батареи и что затраты на них упадут, и даже предсказывали медленный рост продаж. Прогнозы заключались в том, что общий рынок сотовых телефонов должен составить около 900 000 к началу века. Телефон станет меньше, дешевле стоить и использоваться только в качестве мобильной связи, но ни один прогноз так и не сбылся.
Мобильные технологии стали глобально популярными, когда стали взаимодействовать с интернетом, давая множество новых потребительских и корпоративных вариантов для использования. Затем появились смартфоны, и они просто «взорвали» рынки сотовых телефонов, зарабатывая миллиарды долларов на своей стоимости, и открыв невероятные возможности современных технологий, которые раньше даже и не существовали.
Те, кто сосредотачивал свое внимание на обычных мобильных телефонах, пропустили сейсмический сдвиг в технологической парадигме.
Конвергенция мобильных устройств с аналитикой данных — стали еще одним знаковым примером того, что технологии не нужно не дооценивать. По мере того, как пользователи смартфонов и мобильных приложений начали стремительно увеличиваться, сбор пользовательских данных для поддержки бизнес-аналитики стал очень актуальным. Информация о том, что нужно современным людям, собирается, агрегируются, анализируются и оценивается в миллиарды долларов.
Возможности расширенной реальности
Подобно мобильной революции, будущее с повсеместным применением расширенной реальности, скорее всего не получится предсказать (в контексте рыночных возможностей). Только тогда, когда мы начнем представлять, как можно интегрировать AR и промышленный IoT, роботизацию и 3D-печать — мы сможем начать действительно видеть её будущий потенциал.
Индустрия IoT.
Скорее всего, первое с чем можно будет интегрировать расширенную реальность — это промышленный Интернет Вещей (IoT). Применение устройств AR будет быстрее внедряться в пространства корпораций, чем в пространство потребителей (за исключением интерактивной игры Pokémon_Go). Подобно тому, как потребительский интерес создает ценность смартфонам, интерес корпораций — скорее всего, обеспечит, расширит и повысит уровень значения AR-устройств по всему миру.
Поскольку многие предприятия сейчас делают упор на развитие своих смарт-инфраструктур (от производства до логистики), то в конечном счете, эта технология заинтересует и потребителя. AR может предоставлять любые данные через свой интерфейс, позволяя всем людям (будь то покупатель, сотрудник, менеджер или руководитель) видеть, узнавать и взаимодействовать с миром, с помощью дополнительного набора данных.
Управление складом, планирование ресурсов предприятия, или даже электронные системы учета здоровья — смогут подключиться к данным окружающей среды. Ценность AR в том, что она может красиво соединить цифровой мир с физическим, через взаимосвязанную экосистему данных.
Реальные примеры такого взаимодействия в логистике, вы можете увидеть, прочитав наши статьи о самолётах, автомобилях, кораблях, морских портах и логистическом управлении
Роботизация
Роботизация или «машинное обучение» скорее всего станет важной конвергенцией для AR. Для начала нужно выяснить какой пользовательский интерфейс подойдёт лучше всего для роботизации. Подобно тому, как клавиатура была и остаётся важным элементом в стационарных или портативных компьютерах, а сенсорные экраны стали ключом к современным мобильным устройствам, роботизация может сыграть большую роль в интерфейсах AR.
Скорее всего важными нововведениями в AR и роботизация будут — речевое взаимодействие и текстовые вводы информации, вообщем всё то, что мы видели и читали в фантастических фильмах и книгах.
Суть в том, что устройства через искусственный интеллект (AI) должны «понимать», как мы двигаемся, разговариваем и прикасаемся. Полученные данные о поведении пользователей — чрезвычайно ценны, как в контексте технологических решений, так и в контексте бизнеса и рынка, ведь они показывают, в первую очередь то, что нужно развивать (способы передачи, хранение и использование).
3D-печать
Трехмерная печать – это очень перспективный рынок промышленного производства, с уникальными потенциальными преимуществами любой сложности, производительности и физическими свойствами. Однако специальные инструменты 3D-печати для моделирования вводить в заблуждение инженеров, обучающихся по традиционному программному обеспечению для 2D-мониторов.
Уникальные требования к дизайну сложных трехмерных структур, не всегда легко выполнимы с помощью существующих программных обеспечений. Моделирование, редактирование и визуализация моделей с помощью AR поможет преодолеть когнитивный разрыв между инженером и продуктом дизайна. Расширенная реальность может устранить это разделение, и позволить дизайнеру напрямую взаимодействовать с продуктом, в интуитивном, творческом ключе.
В заключении: не нужно недооценивать потенциал AR
Простого взгляда на AR и гипотез о её значении — недостаточно.
Будущее AR заключается не в новых видах гарнитур, а во взаимодействии с тенденциями современного мира. Большая часть возможностей, связанных с инновациями в оборудованиях — заключается в её ценности для человека. Взаимодействие и интеграция технологий AR с другими инновациями будущего — поможет разблокировать многомиллиардный потенциал того, что изначально может показаться просто несерьёзным устройством. И самое главное в любых технологических инновациях, это — не забывать, что: всем движет интерес.
Виртуальная реальность vs Дополненная реальность
В последнее время очень часто ведутся споры о том, чем отличается дополненная реальность от виртуальной. Обе технологии постоянно на слуху, о них говорят в СМИ, рассуждают в сети, пишут в книгах и показывают в фильмах. Так в чем разница между виртуальной реальностью и дополненной реальностью?
Что такое виртуальная реальность?
Понятие искусственной (виртуальной) реальности впервые ввел американский компьютерный художник Майрон Крюгер (Myron Krueger) в конце 60-х.
Виртуальная реальность (virtual reality, VR) — это компьютерная симуляция реальности или воспроизведение какой-то ситуации. Техническими средствами она воспроизводит мир (объекты и субъекты), передаваемый пользователю через его ощущения: зрение, слух, обоняние, осязание и т.д. Виртуальная реальность имитирует как воздействие, так и реакции на воздействие.
Как правило, «погружение» в виртуальную реальность достигается за счет специальных гаджетов. Основные цели:
— создать и улучшить воображаемую реальность игр, развлечений, видео, 3D-фильмов и т.д.;
— улучшить качество жизни, дать возможность подготовиться к определенному событию, создавая имитацию реальности, где люди могут практиковать определенные навыки (например, авиасимулятор для пилотов).
Виртуальная реальность создается с помощью языка кодирования, известного, как VRML (Virtual Reality Modeling Languagе). Его можно использовать для создания серии изображений, а также указать типы взаимодействий между ними.
Что такое дополненная реальность?
Термин «дополненная реальность» был предложен исследователем авиа-космической корпорации Boeing Томом Коделом (Tom Caudell) в 1990 году.
Дополненная реальность (augmented reality, AR) — это технология, накладывающая смоделированные компьютером слои улучшений на существующую реальность. Основная цель — сделать ее более выразительной, многогранной и яркой. Дополненная реальность разработана в приложениях и используется на мобильных устройствах.
Самые популярные примеры ДП — параллельная лицевой цветная линия, показывающая нахождение ближайшего полевого игрока к воротам при телевизионном показе футбольных матчей, стрелки с указанием расстояния от места штрафного удара до ворот, «нарисованная» траектория полета шайбы во время хоккейного матча и т. п.
Дополненная реальность vs виртуальная реальность
Дополненная реальность и виртуальная реальность — противоположное отображение одного в другом с тем, что каждая из технологий стремится предоставить пользователю. Виртуальная реальность предлагает цифровое воспроизведение реальной обстановки жизни, в то время как дополненная реальность обеспечивает виртуальные элементы в виде наложения слоев на реальный мир.
Сходство виртуальной реальность и дополненной реальности
Технология. Дополненная и виртуальная реальности задействуют одни и те же типы технологии, и каждая из них существует, чтобы служить на благо пользователям для обогащения и улучшения их жизненного опыта.
Развлечения. Обе технологии способны разнообразить досуг пользователей, делая его ярче и веселее. Еще совсем недавно эти технологии казались вымышленным плодом научной фантастики. Но сейчас новые искусственные миры оживают и раскрываются перед пользователями, которые могут их контролировать. Также становится достижимым и более глубокое взаимодействие с реальным миром. Ведущие магнаты в сфере технологий разрабатывают все новые адаптации, усовершенствования продуктов и приложений, поддерживающих технологии дополненной и виртуальной реальностей.
Наука и медицина. Виртуальная и дополненная реальности имеют большой потенциал в модернизации медицины. С их помощью становятся возможными не только осмотры и консультации, но и более серьезные вещи, вроде дистанционной хирургии. Эти технологии уже использовали для лечения посттравматического стрессового расстройства.
Различия виртуальной реальность и дополненной реальности
Цель. Дополненная реальность увеличивает опыт путем добавления виртуальных компонентов, таких как цифровые изображения, графика или ощущения, как новый слой взаимодействия с реальным миром. В отличие от нее, виртуальная реальность создает свою собственную реальность, которая полностью сгенерирована и управляется компьютером.
Способ передачи. Виртуальная реальность, как правило, подается пользователю через шлем или пульт. Данные оборудования соединяют человека с виртуальной реальностью, позволяют контролировать и управлять своими действиями в рассматриваемой среде, имитируя реальный мир. Дополненная реальность все больше и больше используется в мобильных устройствах, таких как ноутбуки, смартфоны и планшеты, чтобы изменить вид реального мира. Это — взаимодействия цифровых изображений и графики.