Дополненная реальность

редактировать

Вид на реальный мир с дополнительными функциями, созданными компьютером Фотография первой системы AR Virtual Fixture - первая система AR, ВВС США, База ВВС Райт-Паттерсон (1992)

Дополнительная реальность (AR) - это интерактивный опыт реальной среды, в котором используются несколько объектов, находящиеся в реальном мире, улучшаются с помощью генерируемой компьютером информации восприятия, иногда через сенсорные модальности, включая зрительный, слуховой, тактильный, соматосенсорный и обонятельный. AR можно определить как систему, которая представляет собой три основные функции: взаимодействие реального и виртуального, взаимодействие в реальном времени и трехмерную трехмерную регистрацию виртуальных и реальных объектов. Наложенная сенсорная информация может быть конструктивной (т. Е. Добавленной к естественной среде) или деструктивной (т. Е. Маск окружающей естественной среды). Этот опыт органично переплетается с физическим миром, так что он воспринимается как иммерсивный аспект реальной среды. Таким образом, дополненная реальность изменяет текущее восприятие реальной среды, как виртуальная реальность полностью заменяет реальную среду пользователя моделируемой. Дополненная реальность с двумя в степени синонимичными терминами: смешанная реальность и компьютерная реальность.

Основная ценность дополненной реальности - это способ, которым связаны цифровые компоненты мира сливаются с восприятием человека. реального мира, не как простое отображение данных, а за счет интеграции иммерсивных ощущений, которые воспринимаются как естественные части окружающей среды. Самые ранние функциональные системы AR, которые обеспечили иммерсивную смешанную реальность для пользователей, были изобретены в начале 1990-х годов, начиная с системы Virtual Fixture, разработанной в лаборатории Армстронга ВВС США в 1992 году. Впервые дополненная реальность была внедрена в индустрии развлечений и игр. Впервые приложения дополненной реальности охватили такие коммерческие отрасли, как образование, связь, медицина и развлечения. В образовании доступа к контенту можно получить, отсканированное или просмотрев изображение с помощью мобильного устройства или используя безмаркерные методы дополнительной реальности.

Дополненная реальность используется для улучшения естественной окружающей среды или действий и предлагает опыт обогащенного восприятием. С помощью передовых технологий AR (например, добавление компьютерного зрения, включение камер AR в приложения для смартфонов и распознавание объектов ) информация об окружающем реальном мире становится пользователем интерактивной и обработаны цифровым способом. Информация об окружающей среде и ее объектах накладывается на реальный мир. Эта информация может быть другой, например, воспринимаемую или измеренную информацию, как электромагнитные радиоволны, наложенные в точном соответствии с тем местом, где они на самом деле находятся в космосе. Дополненная реальность также имеет большой потенциал для сбора и обмена неявными знаниями. Методы дополнения обычно выполняются в реальном времени и в семантических контекстах с элементами окружающей среды. Информация о восприятии с эффектом присутствия иногда сочетается с дополнительной дополнительной, такой как результаты трансляции спортивного события в прямом эфире. Он сочетает в себе преимущества технологии дополненной реальности и Head Up Display технологии (HUD).

Содержание

  • 1 Разница между реальностью и дополненной реальностью
  • 2
    • 2.1 Аппаратное обеспечение
      • 2.1.1 Дисплей
        • 2.1.1.1 Очки
          • 2.1.1.1.1 HUD
        • 2.1.1.2 Контактные линзы
        • 2.1.1.3 Виртуальный ретинальный дисплей
        • 2.1.1.4 EyeTap
        • 2.1.1.5 Ручной
        • 2.1.1.6 Пространственный
      • 2.1.2 Отслеживание
      • 2.1.3 Сеть
      • 2.1.4 Устройство ввода
      • 2.1.5 Компьютер
      • 2.1.6 Проектор
    • 2.2 Программное обеспечение и алгоритмы
    • 2.3 Разработка
      • 2.3.1 Дизайн среды / контекста
      • 2.3. 2 Дизайн поведения
      • 2.3.3 Визуальный дизайн
  • 3 Возможные применения
    • 3.1 Археология
    • 3.2 Архитектура
    • 3.3 Городской дизайн и планирование
    • 3.4 Образование в области STEM
    • 3.5 Промышленное производство
    • 3.6 Коммерция
    • 3.7 Литература
    • 3.8 Визуальное искусство
  • 4 Удаленное сотрудничество
    • 4.1 Управление в чрезвычайных ситуациях / поиск и спасение
    • 4.2 Социальное взаимодействие
    • 4.3 Видеоигры
    • 4.4 Промышленный дизайн
    • 4.5 Планирование, практика и образование в сфере здравоохранения
    • 4.6 Пространственное погружение и взаимодействие
    • 4.7 Летная подготовка
    • 4.8 Военные
    • 4.9 Навигация
    • 4.10 Рабочее место
    • 4.11 Трансляции и прямые трансляции
    • 4.12 Туризм и осмотр
    • 4.13 Перевод
    • 4.14 Музыка
    • 4.15 Snapchat
  • 5 Опасности AR
    • 5.1 Модификации реальности
    • 5.2 Проблемы конфиденциальности
  • 6 Известные исследователи
  • 7 История
  • 8 См. Также
  • 9 Ссылки
  • 10 Внешние ссылки

Разница между реальностью и дополненной реальностью

В реальности реальности (VR) восприятие реальности пользователями полностью основано на представленной информации. В дополнительной реальности (AR) пользователю предоставляется дополнительная информация, генерируемая компьютером, которая улучшает его восприятие реальности. Например, в объявлении виртуальная реальность местная власть имитации прохода внутри нового здания; и AR может установить, чтобы показать структуры и системы системы, наложенные на реальный вид. Другой пример - использование служебных приложений. Некоторые приложения AR, такие как Augment, позволяют использовать цифровые объекты в реальных средах, позволяя предприятиям использовать устройства дополненной реальности, как способ предварительного просмотра своих продуктов в реальном мире. Точно так же его также можно использовать для демонстрации того, как они могут выглядеть в среде для клиентов, как такие компании, как Mountain Equipment Co-op или Lowe's, которые используют дополнительную реальность для увеличения масштабирования представить, как их продукты могут выглядеть дома, с помощью 3D-моделей.

Дополненная реальность (AR) отличается от реальной реальности (VR) в том смысле, что в AR часть окружающей среды на самом деле «реальный» и просто добавление виртуальных объектов в реальную среду. С другой стороны, в VR окружающая среда полностью виртуальна. Демонстрацию того, как AR накладывает объекты на реальный мир, можно увидеть в играх с дополненной реальностью. WallaMe - это игровое приложение с дополненной реальностью, которое позволяет скрывать сообщения в реальных условиях, используя технологию геолокации, чтобы пользователи могли скрывать сообщения в любой точке мира. Такие приложения находят множество применений в мире, в том числе для активизма и художественного самовыражения.

Технологии

Фотография человека в-смарт-очках Человек, носящий умные очки

Аппаратное обеспечение

Аппаратные компоненты для дополненной реальности: процессор, дисплей, датчики и устройства ввода. Современные вычислительные устройства, такие как смартфоны и планшетные компьютеры, содержат эти элементы, которые часто включают в себя камеру и датчики микроэлектромеханических систем (MEMS ), такие как акселерометр, GPS и твердотельный компас, что делает их подходящими для участников AR. В дополненной реальности используются две технологии: дифракционные волноводы и отражающие волноводы.

Дисплей

В рендеринге дополненной реальности используются различные технологии, включая оптические проекционные системы, мониторы, портативные устройства, и системы отображения, которые носят на теле человека.

A налобный дисплей (HMD) - это устройство отображения, которое носят на лбу, такое как привязь или шлем, закрепленный. HMD помещают изображения как физического мира, так и виртуальных объектов в поле зрения пользователя. В HMD часто используются датчики для мониторинга с шестью степенями свободы, которые позволяют системе согласовывать виртуальную информацию с физическим миром и соответственно подстраиваться под движения головы пользователя. HMD могут предоставлять услуги реальности возможности для совместной работы. Конкретные поставщики, такие как uSens и Gestigon, включают элементы управления жестами для полного виртуального погружения.

Очки

AR- дисплеи могут быть на устройствах, похожих на очки. Версии включают очки, в которых используются камеры для перехвата изображения реального мира и повторного отображения его расширенного изображения через окуляры и устройства, в изображение AR проецируется или отражается от поверхностей линз очков <. 345>

HUD
Фотография гарнитуры компьютера Компьютер с гарнитурой

Проекционный дисплей (HUD) - это прозрачный дисплей, который представляет данные, не требуя от пользователей отводить взгляд от своих обычных точек обзора. Предшественник дополненной реальности, хедз-аплеи дисплеи были впервые разработаны для пилотов в 1950-х годах, проецируя простые полетные данные в их поле зрения, тем самым позволяя им держать голову вверх и не смотреть вниз на приборы. Пользователь может отображать данные, информацию и изображения, пока пользователь просматривает реальный реальный мир, используя дополнительные возможности реальности, близкие к глазу. Многие определения дополненной определяют ее только как наложение информации. Это в основном то, что делает проекционный дисплей; однако с практической точки зрения ожидается регистрирование и отслеживание между наложенными представлениями, ощущениями, информацией, данными и изображениями и некоторой частью реального мира.

Контактные линзы

Контактные линзы изображения, отображающие AR-изображения, находятся в разработке. Эти бионические контактные линзы могут содержать элементы для отображения, встроенные в линзу, включая интегральную схему, светодиоды и антенну для беспроводной связи. Первый дисплей для контактных линз был запатентован в 1999 году Стивом Манном и предназначался для работы в сочетании с очками с дополнительной реальностью, но проект был заброшен 11 лет спустя, в 2010–2011 годах. Другая версия контактных линз, разработанная для вооруженных сил США, позволяет работать с очками AR, позволяяя солдатам одновременно фокусироваться на близких кзу изображениях AR на очках и удаленных объектах реального мира.

На выставке CES 2013 компания Innovega также представила аналогичные контактные линзы, которые для работы требовалось комбинировать с очками AR.

футуристический короткометражный фильм Зрение с увеличенными контактными линзами устройства реальности.

Многие ученые работали над контактными линзами, способными выполнять различные технологические подвиги. В патенте, поданном Samsung, описана контактная линза AR, которая после завершения будет включена в себя встроенную камеру на самом объективе. Дизайн для управления своим интерфейсом, моргая глазом. Он также предназначен для связи со смартфоном пользователя для просмотра отснятого материала и отдельного управления им. В случае успеха в объективе будет камера или датчик внутри него. Говорят, что это может быть что угодно, от датчика освещенности до датчика температуры.

Первый публично представленный рабочий прототип контактной линзы AR, не требующий использования очков, разработан Mojo Vision и анонсирован на выставке CES 2020.

Виртуальный ретинальный дисплей

A виртуальный ретинальный дисплей (VRD) - это персональное устройство, представляемое в Лаборатории технологий интерфейса человека Вашингтонского университета под руководством Томаса А. Фернесса III. С помощью этой технологии изображение сканируется прямо на сетчатку глаза зрителя. В результате получаются яркие изображения с высоким разрешением и высокой контрастностью. Зритель видит то, что кажется обычным дисплеем, плавающим в космосе.

Было проведено несколько тестов для анализа безопасности VRD. В одном тесте пациенты с частичной потерей зрения, имеющие либо дегенерацию желтого пятна (заболевание, приводящее к дегенерации сетчатки), либо кератоконус, были отобраны для просмотра изображений с использованием этой технологии. В группе дегенерации желтого пятна пять из испытуемых предпочтительного изображения VRD перед электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) или бумажными изображениями и думали, что они лучше и могут видеть равные или лучшие уровни разрешения. Все пациенты с кератоконусом могли разрешить более мелкие морщинки в нескольких тестах с использованием VRD, а не собственной коррекции. Они также представляют, что изображения VRD легче просматривать и резче. В результате этих тестов виртуальный ретинальный дисплей безопасной технологией.

Виртуальный ретинальный дисплей дневного изображения, который можно увидеть при местном естественном свете и при комнатном освещении. VRD является предпочтительным кандидатом для использования в хирургических дисплеях из-за сочетания высокого разрешения, высокой контрастности и яркости. Дополнительные тесты высокий потенциал использования VRD в качестве технологии отображения для пациентов с плохим зрением.

EyeTap

EyeTap (также известный как стекло поколения 2) улавливает лучи света, которые в противном случае проходили бы через центр линзы глаза пользователя, и заменяет синтетический управляемый компьютер свет на каждый луч реального света.

Стекло поколения 4 (Laser EyeTap) похоже на VRD (т. Е. В нем используется управляемый компьютер лазерный источник света), за исключением того, что оно также имеет бесконечную глубину резкости и заставляет сам глаз, по сути,, функционируют как камера и как дисплей для точного совмещения с глазом и повторного синтеза (в лазерном свете) лучей света, попадающих в глаз.

Портативный

Портативный дисплей использует небольшой дисплей, который уается в руке пользователя. Все портативные решения с дополненной реальностью на сегодняшний день использовать прозрачное видео. Первоначально в портативном AR использовались реперные маркеры, а позже устройства GPS и датчики MEMS, такие как цифровые компасы и шесть степеней свободы акселерометр - гироскоп. Сегодня безмаркерные трекеры одновременной локализации и сопоставления (SLAM), такие как PTAM (параллельное отслеживание и сопоставление), начинают входить в использование. Портативный дисплей дополненной реальности обещает стать первым коммерческим успехом технологий дополненной реальности. Два основных преимущества портативных устройств дополненной реальности - это портативность портативных устройств и повсеместное распространение телефонов с камерой. Недостатки физических ограничений, связанные с тем, что пользователь должен постоянно держать портативное устройство перед собой, также наблюдаемым через глаз.

Игры, такие как Pokémon Go и Ingress, используйте интерфейс (ILM), где одобренные геотеги локации для пользователя по стилизованной карте. для столкновения.

Пространственная

Пространственная дополненная реальность (SAR) дополнительные объекты и сцены реального мира без использования специальных дисплеев, таких как мониторы, дисплеи на голове или портативные устройства. SAR использует цифровые проекторы для отображения графической информации на физических объектах. Ключевое отличие SAR состоит в том, что дисплей отделен от пользователей системы. Дисплеи не связаны с пользователями через Интернет.

Примеры включают шейдерные лампы, мобильные проекторы, виртуальные столы и интеллектуальные проекторы. Лампы шейдера имитируют и дополняют реальность, проецируя изображения на нейтральные объекты. Это дает возможность улучшить внешний вид объекта с помощью простого элемента - проектора, камеры и датчика.

Другие приложения включают проекции на стол и стены. Одно из нововведений, расширенный виртуальный стол, отделяет виртуальное от реального за счет включения зеркал светоделителя, прикрепленных к потолку под регулируемым углом. Виртуальные витрины, в которые используются зеркала-светоделители вместе с используемыми графическими дисплеями, обеспечивают интерактивные средства взаимодействия с виртуальным и реальным реальным опытом. Многие другие реализации и конфигурации делают отображение пространственной дополненной реальности все более привлекательной интерактивной альтернативой.

Система SAR может отображаться на любом количестве поверхностей в помещении одновременно. SAR поддерживает как графическую визуализацию, так и пассивное тактильное ощущение для конечных пользователей. Пользователи могут касаться физических объектов в процессе, который обеспечивает пассивное тактильное ощущение.

Отслеживание

Современные мобильные системы дополненной реальности используют одно или несколько из следующих отслеживания движения технологии: цифровые камеры и / или другие оптические датчики, акселерометры, GPS, гироскопы, твердотельные компасы, радиочастотная идентификация (RFID). Эти технологии предлагают разные уровни точности и точности. Наиболее важным является положение и ориентация головы пользователя. Отслеживание руки (рук) пользователя или портативное устройство ввода может обеспечить технику взаимодействия 6DOF.

Сеть

Мобильные приложения дополненной реальности набирают популярность из-за широкого распространения мобильных и особенно носимых устройств. Однако они часто полагаются на вычислительно-интенсивные алгоритмы компьютерного зрения с высокими требованиями к задержке. Чтобы компенсировать нехватку вычислительной мощности, часто требуется переложить обработку данных на удаленную машину. Выгрузка вычислений вводит новые ограничения в приложениях, особенно с точки зрения задержки и пропускной способности. Хотя существует множество протоколов передачи мультимедиа в реальном времени, также существует потребность в поддержке сетевой инфраструктуры.

Устройства ввода

Методы включают системы распознавания речи которые переводят произнесенные пользователем слова в компьютерные инструкции, и системы распознавания жестов, которые интерпретируют движения тела пользователя посредством визуального обнаружения или от датчиков, встроенных в периферийное устройство, такое как палочка, стилус, указатель, перчатка или другой предмет одежды. Продукты, которые пытаются служить в качестве контроллера гарнитур AR, включают Wave от Seebright Inc. и Nimble от Intugine Technologies.

Компьютер

Компьютер анализирует воспринимаемые визуальные и другие данные, чтобы синтезировать и позиционировать дополнения. Компьютеры отвечают за графику, соответствующую дополненной реальности. В дополненной реальности используется изображение, созданное компьютером, которое поразительно влияет на то, как отображается реальный мир. С улучшением технологий и компьютеров, дополненная реальность приведет к радикальным изменениям в восприятии реального мира. Согласно Time, примерно через 15–20 лет ожидается, что дополненная реальность и виртуальная реальность станут основным применением для взаимодействия с компьютером. Компьютеры совершенствуются очень быстрыми темпами, что приводит к новым способам улучшения других технологий. Чем больше прогрессируют компьютеры, тем более гибкой и распространенной в обществе станет дополненная реальность. Компьютеры - это ядро ​​дополненной реальности. Компьютер получает данные отдатчиков, определяющих относительное положение поверхности объекта. Это транслируется на ввод на компьютер, который затем выводит пользователей, добавляя то, чего в противном случае не было бы. Компьютер состоит из памяти и процессора. Компьютер берет отсканированную среду, затем показывает изображения или видео и помещает их в приемник, чтобы наблюдатель мог их увидеть. Фиксированные отметки на поверхности объекта хранятся в памяти компьютера. Компьютер также удаляется из своей памяти, чтобы реалистично представить зрителю изображения. Лучшим примером этого является Pepsi Max AR Bus Shelter.

Проектор

Проекторы также сообщения для отображения содержимого AR. Проектор может отбрасывать виртуальный объект на экран, и зритель может взаимодействовать с этим виртуальным объектом. Проекционными поверхностями может быть множество объектов, таких как стены или стеклянные панели.

Программное обеспечение и алгоритмы

Сравнение некоторых реперных маркеров дополненной реальности для компьютерного зрения

Ключевым показателем систем является AR то, насколько реалистично они интегрируют дополнения с реальным миром. Программное обеспечение должно поставлять координаты реального мира, независимо от камеры и изображений с камеры. Этот процесс называется регистрацией изображения и использует различные методы компьютерного зрения, в основном связанные с отслеживанием видео. Многие методы компьютерного зрения дополненной реальности унаследованы от визуальной одометрии. авгограмма - это компьютерное изображение, которое используется для создания AR. Авгография - это наука и практика создания аугограмм для AR.

Обычно эти методы состоят из двух частей. Первым этапом является обнаружение точек интереса, реперных маркеров или оптического потока на изображениях камеры. На этом шаге можно использовать методы признаки обнаружения, такие как определение углов, обнаружение больших двоичных объектов, определение границ или пороговое значение и другие методы обработки изображений. На втором этапе восстанавливается реальная система координат из данных, полученных на первом этапе. Некоторые методы предполагают, что в сцене присутствуют объекты с известной геометрией (или реперные маркеры). В некоторых из этих случаев необходимо заранее рассчитать трехмерную конструкцию сцены. Если часть сцены может отображать относительные положения, одновременная локализация и отображение (SLAM). Если информация о геометрии сцены недоступна, используется движения структура из методов, таких как настройка пучка. Математические методы, используемые на втором этапе, включают: проективную (эпиполярную ) геометрию, геометрическую алгебру, представление вращения с экспоненциальной карту., фильтры Калмана и частицы, нелинейная оптимизация, надежная статистика.

В дополненной реальности различают два разных режима, известное как маркер и без маркера. Маркеры - это визуальные подсказки, запускающие представленную информацию. Можно использовать лист бумаги с определенной геометрией. Камера распознает геометрию, определяя появление точки на чертеже. Безмаркерное отслеживание, также называемое мгновенным отслеживанием, не использует маркеры. Вместо этого пользователь размещает объект в поле зрения предпочтительно в горизонтальной плоскости. Он использует датчики в мобильных устройствах для точного определения реальной среды, например расположение стен и точек пересечения.

Язык разметки дополненной реальности (ARML) - это стандартные данные, входят в рамках Open Geospatial Consortium (OGC), который из грамматики Extensible Markup Language (XML ) для описания расположения и внешнего вида виртуальных объектов в сцене, а также привязок ECMAScript к разрешить динамический доступ к свойствам виртуальных объектов.

Чтобы обеспечить быструю приложений дополненной реальности, появились некоторые комплекты для разработки программного обеспечения (SDK).

Разработка

Внедрение дополненной реальности в потребительские товары требует рассмотрения приложений и связанных ограничений технологической платформы. Система AR в зависимости от внедрения системы виртуального восприятия через систему, через систему управления движением, может установить, что такое внедрение виртуальности. Для большинства систем дополненной реальности можно следовать аналогичным принципам проектирования. Ниже приведены некоторые примеры разработки приложений дополненной реальности:

Дизайн среды / контекста

Дизайн контекста фокусируется на физическом окружении конечного пользователя, пространственного пространства и доступности, которые могут играть роль в системе системы AR. Разработчики должны знать о физических условиях, в которых может находиться конечный пользователь, например:

  • Общедоступный, в котором используют все свое тело для взаимодействия с программным устройством
  • Личное, в котором пользователь использует смартфон в общественном
  • интимный, в котором пользователь сидит за рабочим столом и на самом деле не движется
  • личный, в котором пользователь носит носимое устройство.

путем оценки в каждом физическом сценарии можно избежать угрозы безопасности и внести изменения, чтобы улучшить внедрение конечного пользователя. Определить пользовательские интерфейсы-дизайнеры должны определить пути пользователя для конкретных физических языков.

Особенно в системах дополненной реальности важно также включить пространственные и окружающие элементы, которые изменяют эффективность технологии дополненной реальности. Элементы окружающей среды, такие как освещение и звук, могут помешать датчику устройства дополненной реальности необходимые данные и испортить погружение в погружение конечного пользователя.

Другой аспект контекстного дизайна включает в себя проектирование функциональности системы и ее способность приспосабливаться предпочтения пользователей. Хотя инструменты обеспечения доступности являются обычным явлением в базовом дизайне приложений, следует учитывать некоторые аспекты при разработке ограниченных по времени подсказок (для предотвращения непреднамеренных операций), звуковых сигналов и общего времени взаимодействия. Важно отметить, что в некоторых ситуациях функциональность приложения может ограничивать возможности пользователя. Например, приложения которые используются для вождения, уменьшают количество взаимодействий с помощью и вместо этого использовать звуковые сигналы.

Дизайн взаимодействия

Дизайн взаимодействия в технологиях дополненной реальности сосредоточен на взаимодействии пользователя с конечным продуктом, чтобы улучшить общее впечатление пользователя и получить удовольствие. Цель дизайна - избежать отчуждения или запутывания путем систематизации представленной информации. Взаимодействие с пользовательскими настройками зависит от его ввода. Распространенным методом повышения удобства использования приложений дополненной реальности является часто используемое на сенсорном дисплее устройства и разработка приложений в соответствии с этим областями управления. Также важно структурировать карты пути пользователя и поток представленной информации, что снижает общую когнитивную нагрузку на систему и улучшает кривую обучения приложения.

При проектировании взаимодействия разработчика важно использовать технология дополненной реальности, которая дополняет функцию или цель системы. Например, использование захватывающих фильтров AR и дизайн уникальной платформы обмена в Snapchat позволяет пользователям расширять свои социальные взаимодействия в приложении. В других приложениях, которые требуют, чтобы пользователи понимали фокус и намерение, дизайнеры могут использовать сетку сетки или raycast на устройстве. Более того, разработчики дополненной реальности могут быть элементы целесообразным масштабировать цифровые или реагировать на направление и контекст объектов, которые могут быть обнаружены.

Технология дополненной реальности позволяет использовать введение Трехмерное пространство. Это означает, что пользователь может получить доступ к нескольким копиям 2D-интерфейса в одном приложении AR.

Визуальный дизайн

В общем, визуальный дизайн - это внешний вид разрабатываемого приложения, которое привлекает пользователя. Чтобы улучшить взаимодействие графического интерфейса и взаимодействия с пользователями, разработчики могут использовать визуальные подсказки, чтобы сообщить пользователю, какие элементы пользовательского интерфейса предназначены для взаимодействия и как с ними взаимодействовать. Навигация в приложении AR может показаться сложной и разочаровывающей, визуальный подсказок может сделать взаимодействие более естественным.

В некоторых приложениях дополненной реальности, которые используют 2D-устройство в интерактивной поверхности, 2D-среда управления не работает. хорошо переносятся в трехмерном пространстве, заставляя пользователей не решаться исследовать свое окружение. Чтобы решить эту проблему, дизайнеры должны применять визуальные подсказки, чтобы помогать и побуждать пользователей исследовать свое окружение.

При разработке приложений реальности важно отметить два основных объекта в AR: 3D объемные объекты, которые манипулируют и реалистично взаимодействуют со светом и тенью; и анимированные мультимедийные изображения, такие как изображения и видео, которые в основном отличаются от 2D-мультимедиа, отображаемые в новом контексте для дополненной реальности. Когда виртуальные объекты проецируются в реальную среду, приложения дополненной реальности сложно обеспечить безупречную интеграцию с реальным окружением, особенно с 2D-объектом. Таким образом, привлекают внимание объекты масс объекта, используют карты глубины и привлекают различные материалы, которые подчеркивают объект в реальном мире. Другой визуальный дизайн, может быть применен, - это различные методы освещения или отбрасывания теней для улучшения общей оценки глубины. Например, обычная техника освещения - это просто размещение света над головой в положении «12 часов» для создания теней на виртуальных объектах.

Возможные применения

Расширенная реальность широко распространена, от игр и развлечений до медицины, образования и бизнеса. Примеры применения, описанные ниже, включая археологию, городуру, торговлю и образование. Некоторые из самых ранних процитированных примеров включают дополнительную реальность, используемую для поддержки хирургии, предоставляя виртуальные приложения, чтобы направлять практикующих врачей, к контенту AR для астрономии и сварки.

Археология

AR использовалась для помощи археологические исследования. Добавляя археологические особенности к современному ландшафту, AR позволяет археологам формулировать возможные конфигурации участков на основе использования. Компьютерные модели руин, зданий, ландшафтов или даже древних людей были переработаны в ранние археологические приложения AR. Например, реализация такой системы, как VITA (инструмент визуального исследования для археологии), позволит исследовать мгновенные результаты раскопок, не выходя из дома. Каждый пользователь может сотрудничать, взаимно «перемещаясь, ища и просматривая данные». Хрвое Бенко, научный сотрудник отдела информатики Колумбийского университета, отмечает, что именно эти системы и имита могут предоставлять «трехмерные панорамные изображения и трехмерные модели самого участка на разных этапах раскопок». при одновременной организации большей части данных общего использования совместной работы. Совместные системы AR виртуальных сред мультимодальные взаимодействия, которые объединяют виртуальный мир с изображениями средальных.

Архитектура

AR может помочь в визуализации строительных проектов. Сгенерированные компьютером изображения конструкции могут быть наложены на реальный местный вид собственности до того, как там будет построено физическое здание; это было публично защищено Trimble Navigation в 2004 году. AR может также визуализировать визуальную визуализацию, визуализируя анимацию 3D-чертежей их 2D-чертежей. Архитектурное видение может быть улучшено с помощью приложений AR, позволяющих пользователям, просматривающим внешний вид здания, виртуально видеть сквозь его стены, просматривать его внутренние объекты и планировку.

С постоянным улучшением точности GPS, предприятия могут использовать дополненную реальность для визуализации геопривязанных моделей строительных площадок, подземных сооружений, кабелей и труб с помощью мобильных устройств. Дополненная реальность применяется для презентации новых проектов, для решения задач строительства на месте и для улучшения рекламных материалов. Примеры включают Daqri Smart Helmet, каску на базе Android, используемую для создания дополненной реальности для промышленных рабочих, включая визуальные инструкции, предупреждения в реальном времени и 3D-карты.

После землетрясения в Крайстчерче Университет Кентербери выпустил CityViewAR, который позволил градостроителям и инженерам визуализировать разрушенные здания. Это не только предоставило планировщикам инструменты для ссылки на предыдущий городской пейзаж, но также послужило напоминанием о масштабах разрушения, поскольку были снесены целые здания.

Городское проектирование и планирование

Системы AR используются в качестве инструментов для совместной работы при проектировании и планировании в искусственной среде. Например, AR можно использовать для создания карт дополненной реальности, зданий и потоков данных, проецируемых на столешницы совместного просмотра профессионалами в области искусственной среды. Наружная дополненная реальность обещает, что дизайны и планы могут быть наложены на реальный мир, переопределяя сферу деятельности этих профессий, чтобы привнести дизайн на место в их процессе. Варианты дизайна могут быть сформулированы на месте и кажутся более близкими к реальности, чем традиционные настольные механизмы, такие как 2D-карты и 3D-модели.

STEM-образование

В образовательных учреждениях дополненная реальность использовалась в качестве дополнения к стандартной учебной программе. Текст, графика, видео и аудио могут быть наложены в реальном времени учащегося. Учебники, карточки и другие учебные материалы для чтения могут содержать встроенные «маркеры» или триггеры, которые при сканировании AR выдавали учащемуся дополнительную информацию в мультимедийном формате. На 7-й конференции конференции «Виртуальная, дополненная и смешанная реальность» 2015 года Google Glass регистрируется как пример дополненной реальности, которая может заменить физический класс. Во-первых, технологии AR позволяют учащимся проводить аутентичные исследования реального мира, а также использовать виртуальные объекты, такие как тексты, видео и изображения, используются дополнительные элементы для учащихся при проведении исследований в реальном мире.

По мере развития AR студенты могут участвовать в интерактивном процессе и более достоверно взаимодействовать со знаниями. Вместо того, чтобы оставаться активными получателями, студенты могут стать активными учениками, способными взаимодействовать со своей учебной средой. Компьютерное моделирование исторических событий позволяет студентам исследовать и изучать детали каждой области проведения мероприятия.

В высшем образовании Construct3D, система Studierstube, позволяет студентам изучать концепции машиностроения, математику или геометрию. Приложения Chemistry AR позволяют учащимся визуализировать пространственную структуру молекулы и взаимодействовать с помощью маркерного объекта, который они держат в руке. Другие использовали HP Reveal, бесплатное приложение для создания заметок с дополненной реальностью для изучения механизмов органической химии или для создания виртуальных демонстраций того, как использовать лабораторное оборудование. Студенты-анатомы могут визуализировать систему человеческого тела в трех измерениях. Было показано, что AR в качестве инструмента для изучения анатомических навыков использования учащихся обеспечивает такие важные преимущества, как повышенное вовлечение и погружение учащихся.

Промышленное производство

AR используется вместо Руководства с цифровыми инструкциями, которые накладываются в поле зрения производственного оператора, уменьшенные умственные усилия, необходимые для работы. AR делает обслуживание машины эффективным, поскольку дает операм прямой доступ к истории обслуживания машины. Виртуальные руководства помогают производителям адаптироваться к быстро меняющимся конструкциям продуктов, поскольку цифровые инструкции легче редактировать и распространять по сравнению с физическими руководствами.

Цифровые инструкции повышают безопасность оператора, избавляя оператора от необходимости смотреть на экран или руководство в рабочей зоне, что может быть опасно. Вместо этого инструкции накладываются на рабочую область. Использование AR может повысить чувство безопасности оператора при работе рядом с оборудованием с высокой нагрузкой, предоставляя оператору дополнительную информацию о состоянии машины и функции безопасности, а также об обнаружении рабочего пространства.

Торговля

Иллюстрация изображения AR-Icon AR-Icon можно использовать в качестве маркера как в печатных, так и в сетевых СМИ. Он сигнализирует зрителю, что за ним стоит цифровой контент. Контент можно просматривать на смартфоне или планшете.

AR используется для интеграции печатного и видеомаркетинга. Печатные маркетинговые материалы могут снабжать «триггерные» изображения, которые при сканировании распознавания с помощью поддержки AR с помощью распознавания активируют видеоверсию рекламных материалов. Основное различие между дополненной реальностью и общим распознаванием изображений заключается в том, что на экране просмотра можно одновременно накладывать несколько мультимедийных данных, таких как кнопки обмена в социальных сетях, встроенное видео, даже аудио и 3D-объекты. Традиционные публикации, предназначенные только для печати, используют дополнительную реальность для подключения различных носителей.

AR может улучшить предварительный просмотр продукта, например, позволяя покупателю просматривать содержимое упаковки продукта, не открывая ее. AR также можно использовать в качестве вспомогательных средств при выборе товаров из каталога или через киоск. Отсканированные изображения продуктов могут активировать просмотры дополнительного контента, как такие параметры и дополнительные изображения продукта, который используется.

К 2010 году виртуальные гардеробные были разработаны для электронной коммерции.

В 2012 году монетный двор использовал методы дополненной реальности для продажи памятных монет Арубы. Сама монета использовалась в качестве AR, и когда ее поддерживали ресурсы с поддержкой AR, она открывала дополнительные объекты и слои информации, которые не были видны без устройства.

В 2018 году Apple объявил о поддержке файлов USDZ AR для iPhone и iPad с iOS12. Apple создала галерею AR QuickLook, которая позволяет широким массам людей испытать дополненную реальность на их собственном устройстве Apple.

В 2018 году Shopify, канадская компания электронной коммерции, объявила об интеграции ARkit2. Их продавцы могут использовать инструменты для загрузки 3D-моделей своих продуктов. Пользователи нажимать на товары внутри Safari, чтобы просмотреть их в реальных условиях.

В 2018 году Twinkl выпустил бесплатное классное приложение AR. Ученики могут увидеть, как Йорк выглядел более 1900 лет назад. Twinkl выпустила первую в истории многопользовательскую игру с дополненной реальностью, Little Red, и предлагает более 100 образовательных моделей с дополненной реальностью.

Дополненная реальность все чаще используется для онлайн-рекламы. Розничные продавцы предоставляют возможность загрузить картинку на картинку и «примерить» различную одежду, которая накладывается на картинку. Более того, такие компании, как Bodymetrics, устанавливают в универмагах кабинки для переодевания, которые вызывают сканирование всего тела. Эти кабины визуализируют трехмерную модель пользователя, позволяя потребителям на себе различных наряды видеть без необходимости физически менять одежду. Например, JC Penney и Bloomingdale используют «виртуальные раздевалки », которые позволяют покупателям видеть себя в одежде, не примеряя ее. Другой магазин, который использует AR для продажи одежды своим покупателям, - это Нейман Маркус. Neiman Marcus предлагает потребителям возможность увидеть свою одежду в 360-градусном обзоре с помощью своего «зеркала памяти». В магазинах косметики, таких как L'Oreal, Sephora, Charlotte Tilbury и Rimmel, а также есть приложения, использующие AR. Эти приложения позволяют увидеть, как на них будет выглядеть макияж. По Грега Джонса, директор по AR и VR в Google, представляет собой дополненную реальность, соединяющую физическую и цифровую розничную торговлю.

Технология AR также используется розничными торговцами мебелью, такими как IKEA, Houzz и Wayfair. Эти розничные продавцы предоставляют приложения, которые позволяют потребителям просматривать продукты у себя дома, прежде чем что-либо. В 2017 году Ikea анонсировала приложение Ikea Place. Он содержит каталог из более чем 2000 товаров - почти полную коллекцию диванов, кресел, журнальных столиков и шкафов, которые можно связать где угодно в комнате со своим телефоном. Приложение позволяет link в жилом пространстве заказчика трехмерные и масштабные модели мебели. IKEA поняла, что их клиенты не так часто совершают покупки в магазинах или делают прямые покупки.

Литература

Иллюстрация QR-кода Пример кода AR, содержащего его QR-код

Первое описание AR как известно, сегодня он был в Virtual Light, романе Уильяма Гибсона 1994 года. В 2011 году AR был смешан с поэзией ni ka из Sekai Camera в Токио, Япония. Проза этих стихов дополненной реальности взята из Пола Целана, Die Niemandsrose, отражая последствия землетрясения и цунами в Тохоку 2011 года.

Визуальное искусство

Иллюстрация из AR Game 10.000 Художественная инсталляция «Дущиеся города». 10.000 движущихся городов, Марк Ли, Многопользовательская игра с дополненной реальностью, Художественная инсталляция

AR, применяемая в изобразительном искусстве, позволяет объектам или местам вызывать художественные многомерные переживания и интерпретации реальности.

Дополнительная реальность может помочь в развитии визуального искусства в музеях, позволяя посетителям музеев просматривать произведения искусства в галереях в многомерном виде через экраны своих телефонов. Музей современного в Нью-Йорке создал в своем художественном музее выставку, демонстрирующие функции дополненной реальности, которые зрители могут увидеть с помощью приложения на своем смартфоне. Музейал свое личное приложение под названием MoMAR Gallery, которое гости музея могут загрузить и использовать в специализированной галерее дополненной реальности, чтобы по-другому взглянуть на картины музея. Это позволяет людям видеть скрытые аспекты и информацию о картинах, а также возможность иметь интерактивного технологического опыта с произведениями искусства.

Технология AR также использовалась в Нэнси Бейкер Кэхилл «Граница ошибки» и «Революции», двух произведений искусства, которые она создала для выставки Desert X 2019 года..

Технология AR помогла разработки Технология взгляда для преобразования движений глаз человека с ограниченными возможностями в рисунки на экране.

Технология AR также может Введение в размещение объектов в среде пользователя. Датский художник Олафур Элиассон помещает такие предметы, как палящие солнца, внеземные камни и редких животных, в среду пользователя.

Удаленное сотрудничество

Ученики начальной школы учатся легко из интерактивного опыта. Например, астрономические созвездия и движения объектов в Солнечной системе были ориентированы в 3D и наложены в том направлении, в котором держалось устройство, и дополнительные дополнительные видеоинформацию. Казалось бы, бумажные иллюстрации к научным книгам оживают в виде видео, не требуя от ребенка перехода к материалам в Интернете.

В 2013 году на Kickstarter был запущен проект по обучению электронике с помощью обучающей игрушки, которая позволяет детям сканировать свои схемы с помощью iPad и видеть электрический ток, протекающий вокруг. Хотя к 2016 году для AR были доступны некоторые образовательные приложения, широкого распространения она не получила. Приложения, которые используют дополнительную реальность для помощи в обучении, включают SkyView для изучения астрономии, схемы AR для построения простых электрических цепей и SketchAr для рисования.

AR также может помочь родителям и учителям своих целей в области современного образования., что может обеспечить более индивидуальное и гибкое обучение, установление более тесной связи между тем, учат в школе, и реальным миром, а также помощь учащимся в более активном участии в собственном обучении.

Управление чрезвычайными ситуациями / поиск и спасение

Системы дополненной реальности используются в ситуациях безопасности, от супер-штормов до подозреваемых на свободе.

Еще в 2009 году в двух статьях журнала Emergency Management обсуждаются возможности этой технологии для управления чрезвычайными ситуациями. Первым был Джеральд Барон «Дополненная реальность - новые технологии для управления чрезвычайными ситуациями». По словам Адама Кроу: «Такие технологии, как дополнительная реальность (например, Google Glass), заставляют профессиональных менеджеров по чрезвычайным ситуациям радикально менять то, когда, во время и после бедствий. "

Другим ранним примером был поисковый самолет, который искал заблудившегося туриста в пересеченной горной местности. Системы дополнительной реальности предоставили оператора аэрофотоснимковую географическую осведомленность о названии и местах лесных дорог, смешанных с видео с камерой.

Социальное взаимодействие

AR может вызвать для облегчения социального взаимодействия, зная географическое положение камеры.. Фреймворк социальной сети с дополненной реальностью Talk2Me позволяет распространять информацию и просматривать рекламируемую информацию других людей в режиме дополненной реальности. Функциональные возможности Talk2Me для своевременного и динамического обмена информацией и просмотра позволяют использовать разговоры и заводить. друзей для пользователей с людьми, находящимися в непосредственной близости. Однако использование гарнитуры AR может снизить качество взаимодействия между двумя людьми, если гарнитура отвлекает внимание.

Дополненная реальность также дает возможность практиковать различные формы общения в социальных сетях. взаимодействие с другими людьми в безопасной среде без риска. Ханнес Кауфман, доцент кафедры виртуальной реальности Технического университета Вена, говорит: «В совместной дополнительной реальности несколько пользователей могут получить доступ к общему пространству, заполненным виртуальными объектами, оставаясь при этом заземленными в реальном мире. Этот метод особенно эффективен. в образовательных целях, когда пользователи размещены вместе и могут использовать естественные средства общения (язык, жесты и т. д.), но также могут успешно сочетаться с иммерсивной реальностью или удаленным взаимодействием ». Ханнес Ссылки на образование как на возможное использование этой технологии.

Видео игры

Изображение из мобильной игры AR просветляющая мобильная игра с использованием триггера изображение как нормирующего маркера

В игровой индустрии обнялись технологии AR. Для подготовленных помещений разработан ряд игр, таких как хоккей с дополненной реальностью, совместные игры с виртуальными врагами и бильярдные столы с дополненной реальностью.

Дополненная реальность игрокам в видеоигры испытать цифровую игру в реальном мире. Niantic выпустила мобильную игру с дополненной реальностью Pokémon Go. Disney в партнерстве с Lenovo создал игру с дополненной реальностью Star Wars : Jedi Challenges, который работает с гарнитурой Lenovo Mirage AR, датчиком и контроллером Lightsaber, запуск которого запланирован на декабрь 2017 года.

Игры с дополненной реальностью (ARG) также используются для продвижения фильмов и телевидения развлекательные объекты. 16 марта 2011 года BitTorrent продвигал в США открытую лицензионную версию художественного фильма Зенит. Пользователям, загрузившим клиентское программное обеспечение BitTorrent, также было предложено загрузить и поделиться первой из трех частей фильма. 4 мая 2011 года вторая часть фильма была доступна на VODO. Эпизодический выпуск фильма, дополненный маркетинг в кампании ARG transmedia, созданный вирусный эффект, и более миллиона пользователей загрузили фильм.

Промышленный дизайн

AR позволяет промышленным дизайнерам испытать дизайн и работу до завершения. Volkswagen использовал AR для сравнения расчетных и фактических изображений краш-тестов. AR использовалась для визуализации и изменения конструкции кузова автомобиля и компоновки двигателя. Он также использовался для сравнения цифровых макетов с физическими макетами.

Планирование, практика и образование в здравоохранении

Одним из первых приложений дополненной реальности было здравоохранение, в частности, для поддержки планирования, практики и обучения хирургическим процедурам. Еще в 1992 году повышение работоспособности человека во время операции было официально заявленной целью при создании первой системной реальности в лаборатории ВВС США. С 2005 года устройство, называемое искателем вен ближнего инфракрасного диапазона, которое снимает подкожные вены, обрабатывает и проецирует изображение вен на кожу, используется для обнаружения вен. Дополненная реальность хирургам данных пациента в виде экранного дисплея пилота-истребителя, а также позволяет отслеживать и накладывать записи изображений, включая функциональные видео. Примеры включают в себя виртуальное изображение рентгеновского снимка на основе предшествующей томографии или изображений в реальном времени с датчиками ультразвука и конфокальной микроскопии, визуализация положения опухоли на видео эндоскопа или риски радиационного облучения от рентгеновских устройств. AR может улучшить просмотр плода внутри утробы матери. Siemens, Karl Storz и IRCAD разработали систему для лапароскопической хирургии печени, которая использует AR для просмотра подповерхностных опухолей и сосудов. AR использовался для лечения фобии тараканов. Пациентам в очках дополненной реальности можно напомнить о необходимости приема лекарств. Дополненная реальность может быть очень полезной в области медицины. Его можно использовать для предоставления информации врачу или хирургу, не отвлекая их от пациента. 30 апреля 2015 года Microsoft анонсировала Microsoft HoloLens, их первую попытку дополненной реальности. HoloLens усовершенствовался на протяжении многих лет и способен проецировать голограммы для контроля изображения на основе флуоресценции в ближнем инфракрасном диапазоне. По мере развития дополненной реальности она находит все большее применение в здравоохранении. Дополненная реальность и аналогичные компьютерные утилиты используются для обучения медицинских работников. В здравоохранении AR можно использовать для руководства во время диагностических и терапевтических вмешательств, например во время операции. Magee et al. например, описать использование дополненной реальности для медицинского обучения при моделировании установки иглы под ультразвуковым контролем. Недавнее исследование, проведенное Акчайиром, Акчайиром, Пекташем и Окаком (2016), показало, что технология AR улучшает лабораторные навыки студентов университетов и помогает им сформировать позитивное отношение к лабораторной работе по физике. В последнее время дополненная реальность получила широкое распространение в нейрохирургии, области, которая требует большого количества изображений перед процедурами.

Пространственное погружение и взаимодействие

Приложения дополненной реальности, работающие на карманные устройства, используемые в качестве гарнитур виртуальной реальности, также могут оцифровывать присутствие человека в космосе и предоставлять их компьютерную модель в виртуальном пространстве, где они могут взаимодействовать и выполнять различные действия. Такие возможности демонстрирует Project Anywhere, разработанный аспирантом ETH Zurich, который был назван «внетелесным опытом».

Летная подготовка

Основываясь на десятилетиях восприятия -моторные исследования в экспериментальной психологии, исследователи из Лаборатории авиационных исследований Университета Иллинойса в Урбане-Шампейн использовали дополненную реальность в виде траектории полета в небе, чтобы научить студентов-авиаторов, как садить самолет с помощью авиасимулятора. Адаптивное расширенное расписание, в котором учащимся показывали увеличение только тогда, когда они отклонялись от траектории полета, оказалось более эффективным тренировочным вмешательством, чем постоянный график. Студенты-летчики, которых учили приземляться на тренажере с адаптивным усилением, научились приземлять легкий самолет быстрее, чем студенты с таким же объемом подготовки к посадке на тренажере, но с постоянным усилением или без него.

Военные

Фотография системы дополненной реальности для солдата ARC4. Система дополненной реальности для солдата ARC4 (Армия США, 2017)

Интересное раннее применение AR произошло, когда Rockwell International создали наложения на видеокарте следов спутников и орбитальных обломков для помощи в космических наблюдениях в ВВС Мауи Оптическая система. В своей статье 1993 года «Корреляция обломков с использованием системы Rockwell WorldView» авторы описывают использование наложений карт, применяемых к видео с телескопов космического наблюдения. Наложения карты указывали траектории различных объектов в географических координатах. Это позволило операторам телескопов идентифицировать спутники, а также идентифицировать и каталогизировать потенциально опасный космический мусор.

Начиная с 2003 года, армия США интегрировала систему дополненной реальности SmartCam3D в Shadow Unmanned Aerial System, чтобы помочь операторам датчиков, использующим телескопические камеры чтобы найти людей или достопримечательности. Система объединила фиксированную географическую информацию, включая названия улиц, достопримечательностей, аэропортов и железных дорог, с видео в реальном времени с камеры. Система предлагает режим «картинка в картинке», который позволяет отображать синтетическое изображение области, окружающей поле зрения камеры. Это помогает решить проблему, в которой поле зрения настолько узкое, что исключает важный контекст, как если бы «смотрел сквозь соломинку с газировкой». Система отображает в реальном времени маркеры местоположения друга / врага / нейтрального местоположения, смешанные с видео в реальном времени, обеспечивая оператору улучшенную ситуационную осведомленность.

Начиная с 2010 года корейские исследователи планируют внедрить роботов для обнаружения мин в вооруженных силах. Предлагаемая конструкция такого робота включает в себя мобильную платформу, похожую на гусеницу, которая может преодолевать неравномерные расстояния, включая лестницы. Датчик обнаружения мин робота будет включать комбинацию металлоискателей и георадара для обнаружения мин или СВУ. Этот уникальный дизайн будет неизмеримо полезен для спасения жизней корейских солдат.

Исследователи из исследовательской лаборатории USAF (Калхун, Дрейпер и др.) Обнаружили примерно двукратное увеличение скорости, с которой операторы датчиков БПЛА находили точки. представляет интерес с использованием этой технологии. Эта способность поддерживать географическую осведомленность количественно повышает эффективность миссии. Система используется на беспилотных летательных аппаратах армии США RQ-7 Shadow и MQ-1C Grey Eagle.

Система кругового обзора компании LimpidArmor

В бою AR может служить сетевой системой связи, которая в реальном времени передает полезные данные поля боя на очки солдата. С точки зрения солдата, люди и различные предметы могут быть помечены специальными индикаторами, чтобы предупредить о потенциальных опасностях. Виртуальные карты и изображение с камеры обзора 360 ° также могут быть визуализированы, чтобы помочь солдату в навигации и перспективе боя, и это может быть передано военным руководителям в удаленном командном центре. Комбинация камеры обзора 360 ° и AR может использоваться на борту боевых машин и танков, поскольку система кругового обзора.

AR может быть очень эффективной для виртуального проектирования трехмерных топологий складов боеприпасов на местности с возможностью выбора. комбинации боеприпасов в штабелях и расстояний между ними с визуализацией зон риска. Область применения AR-приложений также включает визуализацию данных со встроенных датчиков мониторинга боеприпасов.

Навигация

Иллюстрация наложения видеокарты LandForm, обозначающая взлетно-посадочные полосы, дороги и здания Наложение видеокарты LandForm, обозначающее взлетно-посадочные полосы, дороги и здания во время летных испытаний вертолета в 1999 г.

НАСА X-38 управлялся с использованием гибридной системы синтетического зрения, которая накладывала данные карты на видео для обеспечения улучшенной навигации космического корабля во время летных испытаний с 1998 по 2002 год. Он использовал программное обеспечение LandForm, которое было полезно в периоды ограниченной видимости, в том числе случай, когда окно видеокамеры замерзло, оставив астронавтов полагаться на наложения карты. Программное обеспечение LandForm также было испытано на военном полигоне Юма в 1999 году. На фотографии справа можно увидеть маркеры карты, обозначающие взлетно-посадочные полосы, вышку управления воздушным движением, рулежные дорожки и ангары, наложенные на видео.

AR может повысить эффективность навигационных устройств. Информация может отображаться на лобовом стекле автомобиля с указанием направления и счетчика места назначения, погоды, местности, дорожных условий и информации о дорожном движении, а также предупреждений о потенциальных опасностях на их пути. С 2012 года швейцарская компания WayRay разрабатывает голографические системы навигации с дополненной реальностью, в которых используются голографические оптические элементы для проецирования всей информации омаршруте, включая направления, важные уведомления и достопримечательности, прямо в очередь водителей. видимости и далеко впереди автомобиля. На борту морских судов AR может позволить дежурным с мостика постоянно отслеживать важную информацию, такую ​​как курс и скорость корабля, при движении по мосту или выполнении других задач.

Рабочее место

Возможно, дополненная реальность положительное влияние на сотрудничество в работе, поскольку люди могут быть склонны более активно взаимодействовать со своей учебной средой. Это также может способствовать обновлению неявных знаний, что делает фирмы более конкурентоспособными. AR использовался для облегчения сотрудничества между членами распределенной команды посредством конференций с местными и виртуальными участниками. Задачи AR включали в себя мозговой штурм и встречи для обсуждения с использованием общей визуализации с помощью таблиц с сенсорным экраном, интерактивных цифровых досок, общих пространств дизайна и распределенных диспетчерских.

В промышленных средах расширенная реальность оказывает существенное влияние на все большее и большее сценарии использования, возникающие на всех этапах жизненного цикла продукта, начиная с проектирования продукта и внедрения нового продукта (NPI) и заканчивая производством, обслуживанием и техническим обслуживанием, транспортировкой и распределением материалов. Например, на частях системы были показаны ярлыки, поясняющие инструкции по эксплуатации для механика, выполняющего техническое обслуживание системы. Сборочные линии выиграли от использования AR. Помимо Boeing, BMW и Volkswagen были известны внедрением этой технологии в сборочные конвейеры для отслеживания улучшений процессов. Большие машины трудно обслуживать из-за их многослойности или структуры. Дополненная реальность позволяет людям смотреть сквозь машину, как будто с помощью рентгеновского снимка, и сразу же указывать им на проблему.

По мере развития технологии дополненной реальности и появления на рынке устройств дополненной реальности второго и третьего поколения влияние дополненной реальности на предприятии продолжает процветать. В Harvard Business Review Магид Абрахам и Марко Аннунциата обсуждают, как устройства AR теперь используются для «повышения производительности труда сотрудников при выполнении множества задач при первом использовании, даже без предварительного обучения». Они утверждают, что «эти технологии повысить производительность за счет повышения квалификации и эффективности рабочих и, таким образом, иметь потенциал для обеспечения как большего экономического роста, так и улучшения рабочих мест ».

Трансляция и прямые трансляции

Визуализация погоды была первым приложением расширенного реальность на телевидении. В настоящее время стало обычным явлением в прогнозировании погоды отображать видеоизображения, снятые в реальном времени с нескольких камер и других устройств обработки изображений. Эти анимированные визуализации в сочетании с трехмерными графическими символами и сопоставлены с общей виртуальной геопространственной моделью представляют собой первое настоящее приложение AR к телевидению.

AR стало обычным явлением в спортивном телевещании. Спортивные и развлекательные объекты снабжены прозрачными и накладными элементами. ough отслеживает трансляции с камеры для лучшего просмотра аудитории. Примеры включают в себя желтую линию «первым проигравшим », показываемую в телевизионных трансляциях игр американский футбол, показывающую линию, которую атакующая команда должна пересечь, чтобы получить первый даун. AR также используется в связи с футболом и другими спортивными мероприятиями, чтобы показывать коммерческую рекламу, наложенную на игровую площадку. В разделах полей регби и полей крикета также отображаются спонсируемые изображения. В телепередачах по плаванию часто добавляется линия поперек дорожек, чтобы указать положение текущего рекордсмена в ходе гонки, чтобы зрители могли сравнить текущую гонку с лучшими результатами. Другие примеры включают отслеживание хоккейной шайбы и аннотации характеристик гоночного автомобиля и траекторий мяча для снукера.

AR использовалась для улучшения концертных и театральных представлений. Например, артисты позволяют слушателям расширять свои впечатления от прослушивания, добавляя свои выступления к выступлениям других групп / групп пользователей.

Туризм и осмотр достопримечательностей

Путешественники могут использовать AR для доступа к информации в реальном времени. отображает информацию о местоположении, его функциях, а также комментарии или контент, предоставленные предыдущими посетителями. Расширенные приложения AR включают в себя моделирование исторических событий, мест и объектов, отображаемых в ландшафте.

Приложения AR, связанные с географическими местоположениями, представляют информацию о местоположении в виде звука, объявляя интересующие функции на конкретном месте, когда они становятся видимыми для пользователь.

Перевод

Системы AR, такие как Word Lens, могут интерпретировать иностранный текст на знаках и меню и, в расширенном представлении пользователя, повторно отображать текст в язык пользователя. Разговорные слова иностранного языка могут быть переведены и отображены в поле зрения пользователя в виде печатных субтитров.

Музыка

Было высказано предположение, что дополненная реальность может быть использована в новых методах музыки производство, микширование, управление и визуализация.

Инструмент для создания трехмерной музыки в клубах, который, помимо обычных функций микширования звука, позволяет DJ для воспроизведения десятков звуковых сэмплов, размещенных в любом месте трехмерного пространства, был концептуализирован.

Команды музыкального колледжа Лидса разработали приложение AR, которое можно использовать с Audient парты и позволяют студентам использовать свои смартфоны или планшеты для размещения слоев информации или интерактивности поверх микшерного пульта Audient.

ARmony - это программный пакет, который использует дополненную реальность, чтобы помочь людей, чтобы изучить инструмент.

В экспериментальном проекте Иана Стерлинга, студента интерактивного дизайна в Калифорнийском колледже искусств, и программного обеспечения инженер Swaroop Pal продемонстрировал приложение HoloLens, основная цель которого - предоставить трехмерный пространственный интерфейс для кроссплатформенных устройств - приложение Android Music Player и управляемый Arduino вентилятор и свет, а также обеспечить взаимодействие с помощью управления взглядом и жестами.

AR Mixer - это приложение, которое позволяет выбирать и смешивать песни, манипулируя объектами, например изменяя ориентацию бутылки или банки.

В видео Уриэль Йехезкель демонстрирует использование Leap Контроллер Motion и GECO MIDI для управления Ableton Live с помощью жестов рук и заявляет, что с помощью этого метода он мог управлять более чем 10 параметрами одновременно двумя руками и полностью контролировать построение песни., эмоции и энергия.

Был предложен новый музыкальный инструмент, который позволяет новичкам играть электронные музыкальные композиции, интерактивно ремикшируя и модулируя их элементы, манипулируя простыми физическими объектами.

Система, использующая явные жесты и неявные танцевальные движения для управления визуальным дополнением живого музыкального исполнения, которые позволяют выступать более динамично и спонтанно и - в сочетании с косвенной дополненной реальностью - приводить к более интенсивному взаимодействию между артистом и аудиторией.

Исследования, проведенные членами CRISTAL в Университете Лилля, используют дополненную реальность для обогащения музыкального исполнения. Проект ControllAR позволяет музыкантам дополнять свои MIDI панели управления с помощью переработанных графических пользовательских интерфейсов из музыкального программного обеспечения. Проект Rouages ​​предлагает расширить цифровые музыкальные инструменты, чтобы раскрыть их механизмы аудитории и, таким образом, улучшить воспринимаемую живость. Reflets - это новый дисплей с дополненной реальностью, предназначенный для музыкальных представлений, где аудитория действует как 3D-дисплей, показывая виртуальный контент на сцене, который также можно использовать для музыкального взаимодействия и сотрудничества в 3D.

Snapchat

Snapchat пользователи имеют доступ к дополненной реальности в приложении для обмена мгновенными сообщениями компании с помощью фильтров камеры. В сентябре 2017 года Snapchat обновил свое приложение, включив в него фильтр камеры, который позволял пользователям отображать анимированную мультяшную версию себя под названием «Битмоджи ». Эти анимированные аватары будут проецироваться в реальный мир через камеру, и их можно будет сфотографировать или записать на видео. В том же месяце Snapchat также анонсировал новую функцию под названием «Sky Filters», которая доступна в ее приложении. Эта новая функция использует дополненную реальность для изменения внешнего вида снимка неба, так же как приложения могут применять приложения к другим изображениям. Пользователи могут выбирать из небесных фильтров, таких как звездная ночь, грозовые облака, красивые закаты и радуга.

Опасности AR

модификации реальности

В статье под названием «Смерть» от Pokémon GO », исследователи из школы управления им. Краннерта при Университете Пердью утверждают, что игра вызвала «непропорционально ими большое количество аварий и связанных с автомобильными авариями, травм и гибели людей в непосредственной близости от мест, называемых PokéStop, где пользователи могут играть в игру, пока« Используя данные одного компьютера, в документе. Экстраполируется то, что это может означать по всей стране, и сделано вывод: «Увеличение количества ДТП, связанное с внедрением Pokémon GO, составляет 145 632 с большим числом травм на 29 370. число погибших - 256 за период с 6 июля по 30 ноября 2016 года. «Авторы экстраполировали стоимость этих аварий и смертельных размеров в размере от 2 до 7,3 млрд долларов за тот же период. d. Более того, более одного из трех опрошенных продвинутых пользователей Интернета, пробуют удалить окружающие их элементы, вызывающие беспокойство, такие как мусор или граффити. Они хотели бы даже изменить свое окружение, удалив уличные знаки, рекламные щиты и неинтересные витрины. Таким образом, кажется, что AR - это не только угроза для компаний, но и возможность. Хотя это может стать кошмаром для многих брендов, которым не удается уловить воображение потребителей, это также создает риск того, что владельцы очков дополненной реальности могут перестать осознавать окружающие опасности. Потребители хотят использовать очки дополненной реальности, чтобы изменить свое окружение на нечто, отражающее их личное мнение. Примерно двое из пяти хотят изменить внешний вид своего окружения и даже то, как люди кажутся им.

Далее, помимо возможных проблем с конфиденциальностью, которые описаны ниже, наибольшую опасность для AR представляют проблемы перегрузки и чрезмерной зависимости.. Для разработки новых продуктов, связанных с AR, это означает, что пользовательский интерфейс должен следовать определенным рекомендациям, чтобы не перегружать пользователя информацией, а также не позволять пользователю чрезмерно полагаться на систему AR, чтобы важные сигналы из окружающей среды были пропущенный. Это называется виртуально расширенным ключом. Когда ключ игнорируется, люди могут больше не желать реальный мир.

Вопросы конфиденциальности

Концепция современной дополненной реальности зависит от способности устройства записывать и анализировать окружающую среду в реальном времени. Из-за этого есть потенциальные юридические проблемы с конфиденциальностью. В то время как Первая поправка к Конституции США разрешает такую ​​запись во имя общественного интереса, постоянная запись AR-устройства затрудняет это без записи вне общественного достояния. Юридические сложности могут возникнуть в тех областях, где ожидается право на определенную степень конфиденциальности или где отображаются средства массовой информации, защищенные авторским правом.

С точки зрения индивидуальной конфиденциальности, существует легкость доступа к информации, которой не следует легко обладать о данном человеке. Это достигается с помощью технологии распознавания лиц. Если предположить, что AR автоматически передает информацию о людях, которых видит пользователь, может быть что угодно, увиденное в социальных сетях, судимости и семейном положении.

Этический кодекс по человеческому усилению, который первоначально был введен Стив Манн в 2004 году и дополнительно уточненный Рэем Курцвейлом и Марвином Мински в 2013 году, в конечном итоге был ратифицирован на конференции виртуальной реальности в Торонто 25 июня 2017 года.

Известные исследователи

  • Иван Сазерленд изобрел первый головной VR-дисплей в Гарвардском университете.
  • Стив Манн сформулировал более раннюю концепцию опосредованного реальность в 1970-х и 1980-х годах, использование камер, процессоров и систем отображения для изменения визуальной реальности, чтобы помочь людям лучше видеть (управление динамическим диапазоном), создание компьютеризированных сварочных шлемов, а также систем видения «дополненной реальности» для использования в повседневная жизнь. Он также является советником Meta.
  • Луи Розенберга, разработавшего одну из первых известных систем дополненной реальности, названную Virtual Fixture, работая в Armstrong Labs ВВС США в 1991 году, и опубликовали первое исследование того, как система AR может повысить производительность человека. Последующая работа Розенберга в Стэнфордском университете в начале 90-х годов была первым доказательством того, что виртуальные оверлеи, когда они регистрируются и отображаются поверх непосредственного взгляда пользователя на реальный физический мир, могут значительно улучшить человеческие способности.
  • Майк Абернати стал пионером одного из первые успешные дополненные видеоналожения (также называемые гибридным синтетическим зрением) с использованием картографических данных для космического мусора в 1993 году, в то время как в Rockwell International. Он стал соучредителем Rapid Imaging Software, Inc. и был основным автором системы LandForm в 1995 году и системы SmartCam3D. Дополненная реальность LandForm прошла успешные летные испытания на борту вертолета в 1999 году, а SmartCam3D использовался для полета на NASA X-38 с 1999 по 2002 год. Он и его коллега из НАСА Франсиско Дельгадо получили награды Национальной ассоциации оборонной промышленности в 2004 году.
  • Стивен Фейнер, профессор Колумбийского университета, является автором статьи 1993 года о прототипе системы AR, KARMA (помощник по обслуживанию дополненной реальности на основе знаний), вместе с Блэром Макинтайром и Дори Селигманн. Он также является советником Мета.
  • Трейси МакШири из Phasespace, разработчика в 2009 году объективов AR с широким полем зрения, используемых в Meta 2 и других.
  • S. Равела, Б. Дрейпер, Дж. Лим и А. Хансон разработали систему дополненной реальности без маркеров и приборов с компьютерным зрением в 1994 году. Они дополнили блок двигателя, наблюдаемый с одной видеокамеры, примечаниями для ремонта. Они используют основанную на модели оценку позы , обслуживание и отслеживание визуальных характеристик для динамической регистрации модели с наблюдаемым видео.
  • Франсиско Дельгадо - инженер НАСА и руководитель проекта, специализирующийся на исследованиях и разработках в области взаимодействия с человеком. Начиная с 1998 года он проводил исследования дисплеев, сочетающих видео с системами синтетического зрения. (В то время называемыми гибридным синтетическим зрением), которые сегодня мы называем системами дополненной реальности для управленияами и космическими кораблями. В 1999 году он и его коллега Майк Абернати провели летные испытания системы LandForm на борту вертолета армии США. Дельгадо руководил интеграцией систем LandForm и SmartCam3D в автомобиль для возвращения экипажа X-38. В 2001 году Aviation Week сообщила об успешном использовании астронавтом НАСА гибридного синтетического зрения (дополненной реальности) для управления X-38 во время летных испытаний в Центре летных исследований Драйдена. Технология использовалась во всех полетах Х-38. Дельгадо был одним из получателей награды Национальной ассоциации оборонной промышленности за 2004 год для SmartCam3D.
  • Брюс Х. Томас и Уэйн Пиекарски разработали систему Tinmith в 1998 году. Они вместе со Стивом Файнером с его МАРСом пионер системы дополненной реальности на открытом воздухе.
  • Марк Биллингхерст - профессор взаимодействия человека с компьютером в Университета Южной Австралии и известный исследователь дополненной реальности. Он подготовил более 250 технических публикаций и представил демонстрации и курсы на различных конференциях.
  • Рейнхольд Берингер выполнил раннюю работу (1998 г.) в области регистрации изображений для дополненной реальности и прототипов переносных испытательных стендов для дополненной реальности. Он также был одним из организаторов Первого международного симпозиума IEEE по дополненной реальности в 1998 году (IWAR'98) и был одним из редакторов одной из первых книг по дополненной реальности.
  • Феликс Г. Хамза-Луп, Ларри Дэвис и Янник Ролланд разработал дисплей 3D ARC с оптическим дисплеем с предупреждением о прозрачности для AR-визуализации в 2002 году.
  • Дитер Шмальштиг и Даниэль Вагнер разработали систему установки маркеров для мобильных телефонов и КПК в 2009 году.
  • Джери. Эллсуорт руководила исследовательской работой Valve по дополненной реальности (AR), позже перенеся это исследование в свой собственный стартап CastAR. Компания, основанная в 2013 году, со временем закрылась. Позже она создала еще один стартап, основанный на той же технологии, под названием Tilt Five; еще один AR-стартап, созданный ею с целью создания устройства для цифровых игр .
  • Джон Тиннелл, доцент Университета Денвера, является автором книги Actionable Media: Digital Communication Beyond the Desktop (2018) и соредактор (с Шоном Мори, доцентом Университета Теннесси-Ноксвилл) дополненной реальности: инновационные перспективы в искусстве, промышленности и академических кругах (2017). Обе работы исследуют технологии применения гуманитарных дисциплин, таких как изобразительное искусство, история и общественное / профессиональное письмо.

История

  • 1901: Л. Фрэнк Баум, автор впервые вводит идею электронного дисплея / очков, которые накладывают данные на реальную жизнь (в данном случае «людей»). Он называется «маркер персонажа».
  • 1957–62: Мортон Хейлиг, оператор, создает и запатентовал симулятор под названием Sensorama с визуальными эффектами, звуком и вибрацией., и запах.
  • 1968: Иван Сазерленд изобретает налобный дисплей и позиционирует его как окно в виртуальный мир.
  • 1975: Майрон Крюгер Videoplace, чтобы пользователи могли взаимодействовать с виртуальными объектами.
  • 1980: Исследование Гавана Линтерна из Университета Иллинойса - первая опубликованная работа, показать значение экранного дисплея для обучения навыкам полета в реальном мире.
  • 1980: Стив Манн создает первый носимый компьютер, систему компьютерного зрения с текстом и графические наложения на сцену сми. См. EyeTap. См. Heads Up Display.
  • 1981: Дэн Рейтан наносит на карту несколько изображений метеорологических радаров, космических и студийных камер на карты Земли и абстрактные символы для телевизионных передач, создавая концепцию-предшественницу для дополненной реальности (смешанная реальная погода / графическая изображения) на телевизор.
  • 1986: В IBM Рон Фейгенблат форму наиболее широко используется сегодня AR («волшебное окно», например, смартфон на основе Pokémon Go ), использование небольшого, «Умного» плоского дисплея, который позиционируется и ориентируется вручную.
  • 1987: Дуглас Джордж и Роберт Моррис прототип головы на основе астрономического телескопа система отображения вверху (предшественник концепции дополненной реальности), которая накладывается в окуляр телескопа на реальные изображения неба, многорусяных звезд и изображений небесных тел, а также вторая вторая часть.
  • 1990: Термин «дополненная реальность» приписывается Томасу П. Коделлу, бывшему исследователю Боинг.
  • 1992: Луи Розенберг разработал одну из первых функциональных систем AR, названную Virtual Fixture, в исследовательской лаборатории ВВС США - Армстронг, которая может пользоваться для человеческого восприятия.
  • 1992: Стивен Фейнер, Блэр Макинтайр и Дори Селигманн представили раннюю статью о прототипе системы AR, KARMA, на конференции Графический интерфейс.
  • 1993: CMOS датчик с активными пикселями, тип металл-оксид-полупроводник (MOS) датчик изображения, Обратите внимание в НАСА Лаборатория реактивного движения. КМОП-датчики позже широко используются для оптического оборудования в технологии AR.
  • 1993: Майк Абернати и др. Сообщают о первом использовании дополненной реальности для идентификации космического мусора с помощью Rockwell WorldView с наложением географические траектории спутников на видео с телескопа в реальном времени.
  • 1993: широко цитируемая версия вышеупомянутой опубликованной в Сообщениях ACM - Специальный выпуск о компьютерных средах, отредактированный Пьером Веллнером, Венди Маккей и Рич Голд.
  • 1993: Loral WDL, при спонсорской поддержке STRICOM, провели первую демонстрацию, сочетающую живые автомобили с дополненной реальностью и пилотируемые симуляторы. Неопубликованная статья, J. Barrilleaux, «Опыт и наблюдения в применении дополненной реальности к живым тренировкам», 1999.
  • 1994: Джули Мартин первую постановку «Театра дополненной реальности» «Танцы в киберпространстве» при финансовой поддержке Австралийский совет искусств, в котором танцоры и акробаты манипулируют виртуальным объектом размером с тело в реальном времени, проецируемым в одно и то же физическое пространство и плоскость выступления. Акробаты оказались погруженными в виртуальный объект и среду. В установку использовались компьютеры Silicon Graphics и сенсорная система Polhemus.
  • 1995: S. Ravela et al. в Универсальная Массачусетса представили систему на основе зрения, использующую монокулярные камеры для установки объектов (блоков двигателя) через виды для дополненной реальности.
  • 1998 г.: Пространственная дополненная реальность представлена ​​в Университете Северная Каролина в Чапел-Хилл Рамеш Раскар, Велч, Генри Фукс.
  • 1999: Фрэнк Делгадо, Майк Абернати и др. сообщить об успешном летном испытании на приложения видеокарты программного обеспечения LandForm с вертолета на армейском полигоне Юма с наложением видео с взлетно-посадочными полосами, рулежными дорожками, дорогами и названиями дорог.
  • 1999: Военно-морская исследовательская лаборатория США участвует в десятилетней исследовательской программе под названием Battlefield Augmented Reality System (BARS) для создания прототипов некоторых из первых носимых систем для спешивающихся солдат, работающих в городских условиях, для ознакомления с ситуацией и обучения.
  • 1999: NASA X-38 в полете. с использованием системы наложений видеокарт программного обеспечения LandForm в Центре летных исследований Драйдена.
  • 2000: Rockwell International Научный центр демонстрирует носимые без привязи дополненной реальности, принимающие аналоговое видео и трехмерное аудио по радиочастотным беспроводным каналам. Системы включают возможности наружной навигации с цифровыми силуэтами горизонта из базы данных ландшафта, наложенными в реальном времени на живую уличную сцену, что позволяет визуализировать местность, невидимую из-за облаков и тумана.
  • 2004: Уличная шлемная система AR примениано Trimble Navigation и Лабораторией технологий интерфейса человека (лаборатория HIT).
  • 2008: Wikitude AR Travel Guide запускается 20 октября 2008 года с телефоном G1 Android.
  • 2009: ARToolkit был перенесен на Adobe Flash (FLARToolkit) Saqoosha, что необходимо дополнить реальность в веб-браузере.
  • 2010: Разработка робота для обнаружения мин для корейского минного поля.
  • 2012: Запуск Lyteshot, интерактивная игровая платформа с дополненной реальностью, которая использует интеллектуальные очки для обработки игровых данных
  • 2013: Meta анонсирует комплект разработчика Meta 1.
  • 2015: Microsoft представляет Windows Holographic и гарнитуру с дополненной реальностью HoloLens. В гарнитуре используются различные датчики и процессор, позволяющие смешивать «голограммы» высокого разрешения с реальным миром.
  • 2016: Niantic выпустила Pokémon Go для iOS и Android в июле 2016 года. Игра быстро стала одной из самых популярных приложений для смартфонов, в свою очередь, резко повысила популярность игр с дополненной реальностью.
  • 2017: Magic Leap объявляет об использовании технологии Digital Lightfield, встроенной в гарнитуру Magic Leap One. Гарнитура Creators Edition включает в себя очки и компьютерный комплект для ношения на поясе.
  • 2019: Microsoft анонсирует HoloLens 2 со значительными улучшениями в плане поля зрения и эргономика.

См. Также

Ссылки

ние ссылки

СМИ, связанные с дополненной реальностью на Wikimedia Commons

Последняя правка сделана 2021-06-12 17:20:41
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте