Шта је проширена стварност - технологија, примери и историја

what is augmented reality technology

Овај свеобухватни водич објашњава шта је проширена стварност и како то функционише. Такође научите о технологији, примерима, историји и примени АР:

Овај водич започиње објашњавањем основа проширене стварности (АР), укључујући шта је то и како функционише. Затим ћемо са богатим примерима размотрити главне примене АР-а, попут даљинске сарадње, здравства, игара на срећу, образовања и производње. Такође ћемо покрити хардвер, апликације, софтвер и уређаје запослене у проширеној стварности.

Овај водич ће се такође задржати на изгледима тржишта проширене стварности и проблемима и изазовима око различитих тема проширене стварности.

Шта ћете научити:

• Шта је проширена стварност?
  • Дефиниција проширене стварности
  • Врсте АР
    • # 1) АР на основу маркера
    • # 2) АР без маркера
    • # 3) АР заснован на пројекту
    • # 4) АР заснован на суперпозицији
  • Кратка историја АР
• Како АР функционише - технологија иза тога
  • Технологија проширене стварности
  • Уређаји и компоненте АР
  • Предности АР-а
• Проширена стварност против виртуелне стварности против мешовите стварности
• Апликације проширене стварности
  • Пример АР у стварном животу
  • Развој и дизајн за АР
• Закључак
  • Препоручено читање

Шта је проширена стварност?

АР омогућава прекривање виртуелних објеката у стварном окружењу у реалном времену. На слици испод приказан је човек који користи апликацију ИКЕА АР за дизајнирање, унапређење и живот куће из снова.

(слика извор )

Дефиниција проширене стварности

Проширена стварност је дефинисана као технологија и методе које омогућавају преклапање објеката и окружења из стварног света са 3Д виртуелним објектима помоћу АР уређаја и омогућавају виртуелној интеракцији са стварним светима да би створила предвиђена значења.

За разлику од виртуелне стварности која покушава да рекреира и замени целокупно окружење из стварног живота виртуелним, проширена стварност је обогаћивање слике стварног света рачунарским сликама и дигиталним информацијама. Настоји да промени перцепцију додавањем видео записа, инфографика, слика, звука и других детаља.

Унутар уређаја који креира АР садржај; виртуелне 3Д слике се прекривају објектима из стварног света на основу њиховог геометријског односа. Уређај мора бити у стању да израчуна положај и оријентацију објеката који се тичу других. Комбинована слика се пројектује на мобилне екране, АР наочаре итд.

Са друге стране, постоје уређаји које корисник носи да би му омогућио преглед АР садржаја. за разлику од слушалице за виртуелну стварност који потпуно урањају кориснике у симулиране светове, АР наочаре не. Наочаре омогућавају додавање, прекривање виртуелног објекта на стварни свет, на пример, постављање АР маркера на машине за обележавање подручја поправке.

Корисник који користи АР наочаре може да види стварни објекат или окружење око себе, али обогаћен виртуелном сликом.

Иако је прва примена била у војсци и на телевизији од ковања појма 1990. године, АР се сада примењује у играма, образовању и обуци и другим областима. Већина се примењује као АР апликације које се могу инсталирати на телефоне и рачунаре. Данас је побољшан технологијом мобилних телефона као што су ГПС, 3Г и 4Г и даљинским откривањем.

Врсте АР

Проширена стварност је четири врсте: без маркера, на основу маркера, на основу пројекције и на основу суперпозиције. Погледајмо их једну по једну у детаљима.

# 1) АР на основу маркера

Маркер, који је посебан визуелни објекат попут посебног знака или било чега другог, и камера користе се за покретање 3Д дигиталних анимација. Систем ће израчунати оријентацију и положај тржишта за ефикасно позиционирање садржаја.

Пример АР на основу маркера: Апликација за опремање заснована на маркерима за мобилне уређаје.

(слика извор )

# 2) АР без маркера

Користи се у апликацијама за догађаје, посао и навигацију, на пример, технологија користи информације засноване на локацији да би утврдила који садржај корисник добија или проналази у одређеној области. Може да користи ГПС, компасе, жироскопе и акцелерометре као што се може користити на мобилним телефонима.

Пример у наставку показује да АР без маркера не требају никакви физички маркери за постављање предмета у простор из стварног света:

(слика извор )

# 3) АР заснован на пројекту

Ова врста користи синтетичку светлост пројицирану на физичке површине да би открила интеракцију корисника са површинама. Користи се на холограмима као у Ратовима звезда и другим научно-фантастичним филмовима.

Слика доле је пример који приказује пројекцију мача у АР слушалицама заснованим на АР пројекту:

(слика извор )

# 4) АР заснован на суперпозицији

У овом случају, оригинални предмет се замењује увећањем, у потпуности или делимично. Пример у наставку омогућава корисницима да поставе виртуелни предмет намештаја преко слике собе са скалом у апликацији ИКЕА Каталог.

ИКЕА је пример АР заснованог на суперпозицији:

Кратка историја АР

1968 : Иван Сутхерланд и Боб Спроулл створили су први на свету дисплеј постављен на главу са примитивном рачунарском графиком.

Дамоклов мач

(слика извор )

1975 : Видеоплаце, АР лабораторију, креирао је Мирон Круегер. Мисија је била интеракција људских покрета са дигиталним стварима. Ова технологија је касније коришћена на пројекторима, камерама и силуетама на екрану.

Мирон Круегер

(слика извор )

најбољи бесплатни програми за подешавање рачунара

1980: ЕиеТап, први преносни рачунар освојен пред очима, који је развио Стеве Манн. ЕиеТап је снимао слике и на њих постављао друге. Могло би се играти покретима главе.

Стеве Манн

(слика извор )

1987 : Прототип Хеадс-Уп дисплеја (ХУД) развили су Доуглас Георге и Роберт Моррис. Приказивао је астрономске податке над стварним небом.

Аутомобилски ХУД

1990 : Термин проширена стварност сковали су Тхомас Цауделл и Давид Мизелл, истраживачи компаније Боеинг.

Давид Мизелл

софтвер написан на језику ц ++

Тхомас Цауделл

(слика извор )

1992: Виртуал Фиктурес, АР систем, развила је Лоуисе Росенберг из америчких ваздухопловних снага.

Виртуал Фиктурес:

(слика извор )

1999: Франк Деигадо и Мике Абернатхи и њихов тим научника развили су нови навигациони софтвер који би могао да генерише писте и податке о улицама из хеликоптерског видео записа.
2000: АРТоолКит, СДК отвореног кода, развио је јапански научник Хироказу Като. Касније је прилагођен за рад са Адобеом.
2004: Спољашњи АР систем монтиран на кацигу представио је Тримбле Навигатион.
2008: АР туристички водич за Андроид мобилне уређаје компаније Викитуде.
До данас: Гоогле Гласс са Блуетоотх интернетском везом, Виндовс ХолоЛенс - АР заштитне наочаре са сензорима за приказ ХД холограма, Ниантиц-ова игра Покемон Го за мобилне уређаје.

Паметне наочаре:

(слика извор )

Како АР функционише - технологија иза тога

Прво је стварање слика из стварних окружења. Друго је коришћење технологије која омогућава прекривање 3Д слика преко слика објеката из стварног света. Треће је употреба технологије која омогућава корисницима интеракцију и интеракцију са симулираним окружењима.

АР се може приказати на екранима, наочарима, ручним уређајима, мобилним телефонима и екранима постављеним на глави.

Такође прочитајте = >> Најбоље АР паметне наочаре

Као такви, имамо АР заснован на мобилним уређајима, АР монтиран на глави, паметне наочаре АР и АР засноване на мрежи. Слушалице су импресивније од мобилних и других врста. Паметне наочаре су носиви АР уређаји који пружају погледе од првог лица, док веб заснован не захтева преузимање било које апликације.

Конфигурације АР наочара:

(слика извор )

Користи С.Л.А.М. технологија (симултана локализација и мапирање) и технологија дубинског праћења за израчунавање удаљености до објекта помоћу сензорских података, поред осталих технологија.

Технологија проширене стварности

АР технологија омогућава увећавање у реалном времену и то увећавање се одвија у контексту околине. Могу се користити анимације, слике, видео записи и 3Д модели, а корисници могу видети предмете у природном и синтетичком светлу.

Визуелни СЛАМ:

(слика извор )

Технологија симултане локализације и мапирања (СЛАМ) је скуп алгоритама који решавају проблеме истовремене локализације и мапирања.

СЛАМ користи карактеристичне тачке како би помогао корисницима да разумеју физички свет. Технологија омогућава апликацијама да разумеју 3Д објекте и сцене. Омогућава тренутно праћење физичког света. Такође омогућава преклапање дигиталних симулација.

СЛАМ користи мобилног робота као што је технологија мобилних уређаја да открије околно окружење, а затим креира виртуелну мапу; и на тој мапи пратите његов положај, правац и пут. Поред АР-а, запослен је на дроновима, ваздушним возилима, беспилотним возилима и чистачима робота, на пример, користи вештачку интелигенцију и машинско учење за разумевање локација.

Откривање карактеристика и подударање се врши помоћу камера и сензора који сакупљају тачке карактеристика са различитих становишта. Техника триангулације тада утврђује тродимензионалну локацију објекта.

У АР, СЛАМ помаже слоту и спајању виртуелног објекта у стварни објекат.

АР заснован на препознавању: Камера је за идентификацију маркера тако да је могуће прекривање ако је детектован маркер. Уређај открива и израчунава положај и оријентацију маркера и замењује маркер из стварног света својом 3Д верзијом. Затим израчунава положај и оријентацију других. Ротирањем маркера ротирате цео објекат.

Приступ заснован на локацији. Овде тсимулације или визуелизације се генеришу на основу података прикупљених ГПС-ом, дигиталним компасима, акцелерометрима и мерачима брзине. То је врло често код паметних телефона.

Технологија праћења дубине: Камере за праћење дубинских мапа, као што је Мицрософт Кинецт, генеришу карту дубине у стварном времену користећи различите технологије за израчунавање стварне удаљености објеката у подручју праћења од камере. Технологије изолују објекат од опште карте дубина и анализирају га.

Следећи пример је ручно праћење помоћу алгоритама дубине:

(слика извор )

Технологија праћења природних карактеристика: Може се користити за праћење крутих предмета у послу одржавања или монтаже. За прецизније процењивање кретања објекта користи се алгоритам вишестепеног праћења. Праћење маркера се користи као алтернатива, заједно са техникама калибрације.

Прекривање виртуелних 3Д објеката и анимација на објектима из стварног света заснива се на њиховом геометријском односу. Проширене камере за праћење лица сада су доступне на паметним телефонима као што је иПхоне КСР који има ТруеДептх камере за омогућавање бољих АР доживљаја.

Уређаји и компоненте АР

Кинецт АР камера:

(слика извор )

Камере и сензори: То укључује АР камере или друге камере, на пример, на паметним телефонима направите 3Д слике предмета из стварног света да бисте их послали на обраду. Сензори прикупљају податке о интеракцији корисника са апликацијом и виртуелним објектима и шаљу их на обраду.

Уређаји за обраду: АР паметни телефони, рачунари и посебни уређаји користе графику, графичке процесоре, процесоре, флеш меморију, РАМ, Блуетоотх, ВиФи, ГПС итд. За обраду 3Д слика и сигнала сензора. Могу мерити брзину, угао, оријентацију, правац итд.

Пројектор: АР пројекција укључује пројектовање генерисаних симулација на АР сочива слушалица или друге површине за гледање. Овде је запослен минијатурни пројектор.

Ево видео снимка: Први АР пројектор за паметни телефон

Рефлектори: Рефлектори попут огледала користе се на АР уређајима како би помогли људским очима да гледају виртуелне слике. Низ малих закривљених огледала или двостраних огледала може се користити за одбијање светлости на АР камеру и око корисника, углавном за правилно поравнање слике.

Мобилни уређаји: Савремени паметни телефони су веома применљиви за АР јер садрже интегрисани ГПС, сензоре, камере, акцелерометре, жироскопе, дигиталне компасе, екране и ГПУ / ЦПУ. Даље, АР апликације могу се инсталирати на мобилне уређаје за мобилна АР искуства.

Слика испод је пример који приказује АР на иПхоне Кс:

(слика извор )

Хеад-уп дисплеј или ХУД: Посебан уређај који пројектује АР податке на провидни екран за преглед. Прво је био запослен у војној обуци, али сада се користи у ваздухопловству, аутомобилима, производњи, спорту итд.

АР наочаре зване и паметне наочаре: Паметне наочаре служе за приказивање обавештења на пример, са паметних телефона. Међу њима су Гоогле наочаре, наочаре Лафорге АР и Ластер Сее-Тхру.

АР контактна сочива (или паметна сочива): Носе се како би били у додиру са очима. Произвођачи као што је Сони раде на сочивима са додатним функцијама као што је могућност фотографисања или чувања података.

АР контактне леће носе се у додиру са оком:

(слика извор )

Виртуални ретинални прикази: Стварају слике пројектовањем ласерских светала у људско око.

Ево видео снимка: Виртуелни ретинални приказ

Предности АР-а

Дозволите нам да видимо неке предности АР за ваше предузеће или организацију и како их интегрисати:

• Интеграција или усвајање зависи од вашег случаја употребе и апликације. Можда ћете га желети запослити за надгледање одржавања и производње, извођење виртуелних пролаза кроз некретнине, оглашавање производа, подстицање даљинског дизајна итд.
• Данас виртуелне свлачионице могу помоћи у смањењу поврата куповине и побољшати одлуке купаца о куповини.
• Продавачи могу произвести и објавити занимљив брендирани АР садржај и у њих убацити огласе како би људи могли да упознају њихове производе када гледају садржај. АР побољшава ангажовање.
• У производњи, АР ознаке на сликама производне опреме помажу менаџерима пројеката да надгледају рад на даљину. Смањује потребу за коришћењем дигиталних мапа и биљака. На пример, уређај или машина могу бити усмерени на локацију како би се утврдило да ли ће одговарати положају.
• Импресивне симулације у стварном животу доносе педагошке користи ученицима. Симулације учења и обуке засноване на играма имају психолошке користи и повећавају емпатију међу ученицима, како показују истраживачи.
• Студенти медицине могу да користе АР и ВР симулације да би прво испробали што више операција без позамашног буџета или непотребних повреда пацијената, све са уроњењем и готово стварним искуствима.

Слика испод приказује како се АР примењује у медицинској обуци за оперативну праксу:

(слика извор )

• Користећи АР, будући астронаути могу да испробају своју прву или следећу свемирску мисију.
• АР омогућава виртуелни туризам. На пример, АР апликације могу да пруже упутства до жељених одредишта, преводе знакове на улици и пружају информације о разгледању. А. добар пример је апликација за ГПС навигацију. АР садржаји омогућавају стварање нових културних искустава, на пример, тамо где се музејима додаје додатна стварност.
• Очекује се да ће проширена стварност проширити на 150 милијарди долара до 2020 . Шири се више од виртуелне стварности са 120 милијарди долара у поређењу са 30 милијарди долара. Очекује се да ће уређаји са омогућеном АР-ом достићи 2,5 милијарде до 2023. године.
• Развој сопствених брендираних апликација један је од најчешћих начина на који компаније користе за повезивање са АР технологијом. Компаније и даље могу да постављају огласе на независне АР платформе и садржај, да купују лиценце за развијени софтвер или да изнајмљују просторе за свој АР садржај и публику.
• Програмери могу да користе АР развојне платформе као што су АРКит и АРЦоре за развој апликација и интегрисање АР у пословне апликације.

Проширена стварност против виртуелне стварности против мешовите стварности

Проширена стварност је слична виртуелној стварности и мешовитој стварности, где обе покушавају да генеришу 3Д виртуелне симулације објеката из стварног света. Мешана стварност меша стварне и симулиране објекте.

тест цасе темплате екцел бесплатно преузимање

Сви горенаведени случајеви користе сензоре и маркере за праћење положаја виртуелних и стварних објеката. АР користи сензоре и маркере за откривање положаја објеката из стварног света, а затим за одређивање локације симулираних. АР приказује слику за пројектовање према кориснику. У ВР-у, који такође користи математичке алгоритме, симулирани свет ће тада реаговати према корисниковим покретима главе и очију.

Међутим, док ВР изолује корисника од стварног света да би га потпуно уронио у симулиране светове, АР је делимично уроњен.

=> Препоручено читање - АР против ВР: поређење

Мешана стварност комбинује и АР и ВР. Укључује интеракцију и стварног света и виртуелних објеката.

Апликације проширене стварности

Пример АР у стварном животу

• Елементи 4Д је апликација за учење хемије која користи АР како би хемија била забавнија и занимљивија. Помоћу ње ученици израђују коцке од папира од блокова елемената и постављају их испред својих АР камера на својим уређајима. Тада могу да виде представе својих хемијских елемената, имена и атомске тежине. Студенти могу окупити коцке да виде да ли реагују и да виде хемијске реакције.

(слика извор )

• Гоогле Екпедитионс, где Гоогле користи картоне, већ омогућава студентима из целог света да праве виртуелне туре за студије историје, религије и географије.
• Атлас људске анатомије омогућава студентима да истраже преко 10 000 3Д модела људског тела на седам језика, како би ученицима омогућили да науче делове, начин рада и да побољшају своје знање.
• Додирна хирургија симулира хируршку праксу. У партнерству са ДАКРИ, компанијом АР, медицинске установе могу да виде своје студенте како вежбају на виртуелним пацијентима.
• ИКЕА Мобиле Апп је позната у пролазима и испитивањима некретнина и производа за куће. Остале апликације укључују Нинтендову Покемон Го апликацију за игре.

Сазнајте више = >> Примери примене проширене стварности

Развој и дизајн за АР

АР развојне платформе су платформе на којима можете развијати или кодирати АР апликације. Примери укључују ЗапВоркс, АРТоолКит, МАКССТ за Виндовс АР и паметни телефон АР, ДАКРИ, СмартРеалити, АРЦоре од Гоогле-а, Виндовс платформу Микед Реалити АР, Вуфориа и АРКит од Аппле-а. Неки дозвољавају развој апликација за мобилне уређаје, други за рачунарске рачунаре и на различитим оперативним системима.

АР развојне платформе омогућавају програмерима да апликацијама дају различите функције као што су подршка за друге платформе као што су Унити, 3Д праћење, препознавање текста, креирање 3Д мапа, складиштење у облаку, подршка за појединачне и 3Д камере, подршка за паметне наочаре,

Различите платформе омогућавају развој апликација заснованих на маркерима и / или локацијама. Карактеристике које треба узети у обзир приликом одабира платформе укључују трошкове, подршку платформи, подршку за препознавање слика, 3Д препознавање и праћење је најважнија карактеристика, подршка за независне платформе као што је Унити одакле корисници могу да увезу и извезу АР пројекте и интегришу се са другим платформе, подршка за облак или локално складиштење, подршка за ГПС, подршка за СЛАМ итд.

АР апликације развијене на овим платформама подржавају безброј функција и могућности. Они могу дозволити преглед садржаја са једном или низом АР наочара које имају унапред направљене АР објекте, подршку за мапирање рефлексије где објекти имају одсјаје, праћење слика у реалном времену, 2Д и 3Д препознавање,

Неки СДК или пакети за развој софтвера омогућавају развој апликација методом повлачења и испуштања, док други захтевају знање у кодирању.

Неке АР апликације омогућавају корисницима да се развијају од нуле, отпремају и уређују, поседују АР садржај.

Закључак

У овој проширеној стварности сазнали смо да технологија омогућава прекривање виртуелних објеката у стварном окружењу или објектима. Користи комбинацију технологија, укључујући СЛАМ, праћење дубине и природно праћење карактеристика и препознавање објеката, између осталог.

Овај водич за проширену стварност задржао се на представљању АР-а, основама његовог деловања, технологији АР-а и примени. Напокон смо размотрили најбољу праксу за оне који су заинтересовани за интеграцију и развој АР.

Препоручено читање

• Примери проширене стварности | Најновији примери АР
• Шта је проширена стварност - технологија, примери и историја
• 10 НАЈБОЉИХ наочара са проширеном стварношћу (паметне наочаре) 2021
• 10 најбољих апликација за проширену стварност за Андроид и иОС
• АР против ВР: разлика између проширене против виртуелне стварности
• Шта је виртуелна стварност и како то функционише
• Будућност виртуелне стварности - тржишни трендови и изазови
• 10 НАЈБОЉИХ ВР апликација (апликација за виртуелну стварност) за Андроид и иПхоне (2021 СЕЛЕЦТИВЕ)