Rozšířená realita

Rozšířená realita ( AR [ 1] - „rozšířená realita“) je výsledkem zavedení   jakýchkoliv smyslových dat do zorného pole za účelem doplnění informací o prostředí a změny vnímání prostředí.

Esence a původ

Rozšířená realita je vnímaná smíšená realita vytvořená počítačem pomocí „rozšířených“ prvků vnímané reality, kdy jsou v poli vnímání namontovány skutečné předměty.

Mezi nejběžnější příklady rozšíření vnímané reality patří rovnoběžná přední barevná čára ukazující polohu nejbližšího bruslaře k brance v televizním fotbalovém zápase, šipky označující vzdálenost od volného kopu k brance, „natažený“ let puku cesta během hokejového zápasu, míchání skutečných a fiktivních předmětů ve filmech a počítačových hrách nebo hrách s miniaplikacemi atd.

Termín „rozšířená realita“ pravděpodobně navrhl výzkumník Boeing Corporation Tom Caudell v roce 1990 [ 2 ] .  Tom Codel tento termín použil k popisu digitálních displejů, které se používaly při konstrukci letadel. Montážníci s sebou nosili notebooky, mohli vidět nákresy a instrukce pomocí přileb s průsvitnými zobrazovacími panely [3]

Existuje několik definic rozšířené reality: výzkumník Ronald Azuma ji definoval v roce 1997 jako systém  , který [4] :

  1. kombinuje virtuální a skutečné;
  2. interaguje v reálném čase;
  3. pracuje ve 3D .

V roce 1994 popsali Paul Milgram ( ing.  Paul Milgram ) a Fumio Kishino ( ing.  Fumio Kishino ) kontinuum „virtuality-realita“ ( ang.  Milgram's Reality-Virtuality Continuum ) [5]  – prostor mezi realitou a virtualitou, mezi kterými existuje rozšířená realita (blíže realitě ) a rozšířená virtualita (blíže virtualitě ). Rozšířená realita je výsledkem přidání imaginárních objektů k těm, které jsou vnímány jako prvky reálného světa, obvykle jako pomocné informace.

Někdy se jako synonyma používají pojmy „rozšířená realita“, „rozšířená realita“, „obohacená realita“, „rozšířená realita“. Takové použití těchto pojmů je obecně nesprávné – pojmy „rozšířená realita“, „rozšířená realita“, „obohacená realita“ jsou použitelné pouze pro označení určitých forem a aspektů praktické aplikace rozšířené reality, zatímco použitelnost pojmu „ vylepšená realita“ je zcela pochybná.

Mechanika rozšířené reality

  1. Uchopování značek je mechanika, při které se objekt v rozšířené realitě objeví, když namíříte fotoaparát na fyzický originál. Obsah rozšířené reality se spustí, když se v zorném poli kamery objeví určitý spouštěč . Značka může být: obrázky, loga, fotografie, zvuky.
  2. Snap to plane je mechanika, ve které se objekt v rozšířené realitě objevuje v prostoru, svázaný s konkrétním bodem vybraným zařízením v důsledku skenování. Rozeznávají se horizontální i vertikální roviny. Tato mechanika se používá, když není potřeba držet fix v zorném poli zařízení.
  3. Přichycení ke geolokaci je mechanika, při které se objekt v rozšířené realitě objeví na určitém místě ve městě. V tomto případě je značka geolokace - souřadnice.
  4. Portály jsou mechanikou, ve které se prostor objevuje v rozšířené realitě v režimu 360°. Prostorem mohou být fotografie, video materiály, ale i ty kreslené v grafice.
  5. Interakce s fyzickým objektem je mechanika, při které se na fyzickém originálu v rozšířené realitě objevují další prvky. Spoušť v takové mechanice je fyzický objekt. K tomu se ve 3D prostoru vytvoří digitální kopie fyzického objektu.
  6. Realistická integrace postav je mechanika, ve které je skutečný objekt umístěn do rozšířené reality. Tohoto efektu lze dosáhnout několika způsoby: • 2D video — skutečný objekt je natočen na chroma key z úhlu lidského růstu, pozadí je odstraněno v grafickém editoru a snímek je umístěn do prostředí AR pod pravým úhlem k divákovi. Když se divák pokusí objekt obejít, otočí se k divákovi stejnou stranou, přičemž si zachová iluzi objemu. • 4D snímání - studiové snímání pomocí sady speciálních kamer, které snímají objekt v pohybu. V důsledku natáčení je získán realistický animovaný 3D model připravený pro integraci do prostředí AR.
  7. Rozšířená funkčnost je mechanika, která umožňuje přidávat interaktivní obsah. Funkce: spusťte animaci kliknutím, veďte dialog s postavou, přepněte na webové zdroje třetích stran atd.
  8. Multiplayer je režim společné činnosti několika zařízení. Používá se ve hrách, questech, hromadných prezentacích a spolupráci mezi designéry a inženýry.
  9. Web AR - prohlížení obsahu AR v internetovém prostoru. Existují dvě zobrazení: • Zobrazit v prohlížeči • Stáhnout aplikaci přímo do zařízení

Vývoj technologie rozšířené reality

Problémy ve vývoji rozšířené reality

„Jako každá technologie má AR a VR nevýhodu: stále je poměrně obtížné je používat. Celodenní nošení AR brýlí vaše oči velmi unavuje, což bylo zvláště patrné u raných verzí zařízení; navíc člověk dostává mnohem více informací. Ale v budoucnu se tomu lidé přizpůsobí - souběžně s vývojem technologie, “říká [6] futurista Robert Scoble. Dalším problémem moderní rozšířené reality je nepohodlí při používání AR brýlí kvůli jejich rozměrným rozměrům a také vysoká cena takových zařízení. Brýle pro širokou veřejnost, které jsou levnější a běžnější (například Google Glass ), jsou nízkoenergetické, takže nemohou plnit mnoho funkcí [7] . Více podrobností o tom lze nalézt v tomto článku [8] .

Literatura, kinematografie a televize

První metody rozšířené reality, které v té době nedostaly takové jméno, byly široce používány ve sci-fi literatuře a souvisejícím umění v žánru alternativní historie , stejně jako v televizní produkci a filmech, kde se mísí skutečné předměty a postavy. a komunikovat s těmi vytvořenými animací a počítačovou grafikou . [9]

Mobilní technologie

Existuje mnoho softwarových produktů pro mobilní zařízení , které umožňují pomocí rozšířené reality získat potřebné informace o prostředí: prohlížeče rozšířené reality [10] a specializované programy pro jednotlivé služby, společnosti nebo i jednotlivé modely. Samotné rozšíření rozšířené reality a rostoucí obliba této technologie mezi spotřebiteli jsou způsobeny tím, že výpočetní výkon a sada senzorů v hardwarových platformách pro chytré telefony a tablety umožňují překrývat jakákoli digitální data na přijatý obraz. v reálném čase z kamer zabudovaných v zařízeních. Část řešení v této oblasti je ztělesněna v podobě nositelných počítačů (včetně prvků chytrého oblečení ) pro neustálý kontakt s prostředím rozšířené reality.

Google pracuje na náhlavní soupravě Project Glass (jeden z prvních pokusů přinést rozšířenou realitu do spotřebitelského sektoru, 2013, vývoj byl zmrazen v roce 2015. Souběžně s tím byla vyvinuta platforma pro rozšířenou realitu Tango , vydaná v roce 2016 [1] ), a Vuzix  je na chytrých brýlích M100. Microsoft vydal Hololens pro podniky a profesionály v roce 2016. V červnu 2017 Apple oznámil platformu ARKit [1] . Podobný vývoj provádějí i další velké společnosti, včetně Canonu s AR brýlemi pro profesionální designéry MREAL [11] , a také mnoho začínajících společností.

Medicína

U moderních laparoskopických operací je obraz na endoskopu doplněn obrazem získaným při intraoperační angiografii. To umožňuje chirurgovi přesně vědět, kde se nádor uvnitř orgánu nachází, a minimalizovat tak ztrátu zdravé tkáně pacientova orgánu během operace k odstranění nádoru [12] .

Vojenská technika

Moderní bojová letadla a vrtulníky často používají průhledový displej nebo na helmě pilota . Umožňuje pilotovi přijímat nejdůležitější informace přímo na pozadí situace, kterou pozoruje, aniž by byl rozptylován hlavní přístrojovou deskou [13] . To umožňuje například ušetřit drahocenné sekundy při manévrovatelném vzdušném boji. Mnoho z těchto systémů umožňuje určení cíle otáčením hlavy nebo pohybem očních bulv.

Hojně používané jsou také taktické systémy rozšířené reality pro posádky bojových vozidel, tanků, vojáků operujících pěšky. Příkladem tohoto druhu je americký systém upevnění na přilbu ARC4. Technologie umělé inteligence budou v budoucnu využívány k syntéze odpovídajících symbolů rozšířené reality , což umožní rychle označit cíle, zajistí efektivní určení cílů, koordinaci a bezkonfliktní společnou palbu [14] .

Technologie rozšířené reality je výkonným nástrojem pro optimalizaci 3D topologie muničních skladů na zemi s volbou populace munice ve skladech a vzdáleností mezi nimi na základě dynamické vizualizace rizikových zón. Šíření informací o těchto zónách umožní zvolit bezpečná místa nasazení a nejméně rizikové trasy pro pohyb jednotek tváří v tvář hrozbě výbuchu skladovacích prostor. AR brýle nebo související displeje navíc dokážou zobrazovat informace o stavu a historii provozu konkrétní munice před jejich odesláním jednotkám [15] .

Herní průmysl

Existují počítačové hry , které zpracovávají video signál z kamery a překrývají další prvky na obraz okolního světa. Například v roce 2004 vyšla hra pro mobilní telefony s názvem Mosquitos , což byl běžný režim videokamery, ale s překrývajícím se zaměřovacím křížem a rostoucími komáry, z nichž hráč „odstřelil“. Komáři se generovali na velké ploše mimo záběr kamery, takže jste museli stát v místnosti a otočit telefon, abyste komáry „našli“. [16] .

V moderním světě se hry s rozšířenou realitou rozšířily na gadgety i na herní konzole . V polovině roku 2016 se celosvětově nejširší distribuce a vážné veřejné pobouření dočkala gadgetová globální hra pro více hráčů Pokémon Go [1] pro interaktivní chytání Pokémonů ve virtuálním rozšířeném reálném světě — na skutečných objektech po celé planetě. Američan Abhishek Singh ( ang.  Abhishek Singh ) přenesl do rozšířené reality celou úroveň ze Super Mario Bros. Také vývojáři přesunuli Minecraft do rozšířené reality [1] .

Polygrafie

Rozšířená realita je aktivně využívána v tištěných materiálech díky rozšíření tzv. prohlížečů rozšířené reality [10]  — zejména Wikitude, JuliviAR, Layar, blippAR, ViliPhoto a dalších. Noviny, brožury, brožury, časopisy, ale i zeměpisné mapy [17] obsahují obrázky, které slouží jako popisky pro následnou vizualizaci digitálních objektů. Úlohou doplňkových informací může být text, obrázky, video, zvuk nebo trojrozměrné objekty [18] , statické nebo animované – vlastně naprosto jakákoli digitální data. Pomocí speciálních programů prohlížeče nainstalovaných na tabletech a chytrých telefonech uživatelé skenují značky a získávají přístup k dalšímu obsahu.

V periodikách je rozšířená realita nejčastěji využívána k vizualizaci reklamy, jako marketingový nástroj, který přitahuje pozornost publika. Existují však projekty zaměřené na řešení sociálních problémů: názorným příkladem je zde iniciativa japonských novin Tokyo Shimbun, jejichž texty jsou upraveny pro dětské vnímání pomocí mobilních zařízení, která je zaměřena na vytvoření společného informačního pole pro děti a jejich rodičů a posilování rodinných vazeb [19] .

Animovaná rozšířená realita se rozšířila v předškolní naučné literatuře.

Čárové kódy , QR kódy , RFID tagy [20] lze použít jako tagy pro rozšířenou realitu .

Vzdělávání

Rozšířená realita neobešla ani téma vzdělávání [21] .

Neuronové sítě a rozšířená realita

Na trhu je již poměrně dost aplikací pro vytvoření tzv. zelené obrazovky bez zelené obrazovky - zvýraznění kontury člověka a jeho oddělení od fotografií vytvořených různými technologiemi. Oddělení obrysu osoby od obrázku vám umožní nahradit nové pozadí, což může být užitečné pro videohovory nebo vytváření jasnějších a barevnějších obrázků. Vývojáři aplikací jako Prisma nebo Paper Artist také spoléhají na podobné technologie a využívají neuronové sítě , které fungují přímo na mobilním zařízení.

Poznámky

  1. 1 2 3 4 5 Proč nečekali, že Apple připravuje náhradu za iPhone . Získáno 9. července 2017. Archivováno z originálu 10. července 2017.
  2. Brian X Chen. Pokud nevidíte data , nevidíte  . Drátové (25. srpna 2009). Získáno 10. prosince 2010. Archivováno z originálu dne 25. srpna 2011.
  3. Ivanova A. Technologie virtuální a rozšířené reality: příležitosti a překážky aplikace  // Strategická rozhodnutí a řízení rizik. - 2018. - Vydání. 3(108) . — ISSN 2618-947X . Archivováno z originálu 20. července 2020.
  4. R. Azuma, A Survey of Augmented Reality Archived 1. června 2010 na Wayback Machine Presence: Teleoperators and Virtual Environments, pp. 355-385, srpen 1997.
  5. P. Milgram a A. F. Kishino, Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays Archived 3. listopadu 2009. IEICE Transactions on Information and Systems, E77-D(12), pp. 1321-1329, 1994.
  6. 8 předpovědí Roberta Scobleho o budoucnosti technologií AR / VR  (ruština) , Rusbase . Archivováno z originálu 27. ledna 2018. Staženo 27. ledna 2018.
  7. Kde se bude v roce 2018 používat rozšířená realita | Rusbase  (rusky) , Rusbase . Archivováno z originálu 27. ledna 2018. Staženo 27. ledna 2018.
  8. Koteleva A.V., Barsov V.V. Problémy a perspektivy rozšířené reality.  // Informační systémy a technologie: základní a aplikovaný výzkum - 2017. - V. 1 , č. 1 . - S. 454-457 .
  9. ZHUYKOVA A.A., Gilmanov R.F., IVANOVA N.A. ZÁKLADNÍ ALGORITHMY POČÍTAČOVÉ GRAFIE GEOMETRICKÉ MODELOVÁNÍ  (rus.)  // EKONOMIKA A SPOLEČNOST. — 2016.
  10. 1 2 Co by měl dělat začátečník v AR: přehled prohlížečů rozšířené reality - ARNext.ru . Získáno 26. března 2013. Archivováno z originálu 10. ledna 2014.
  11. Canon představil brýle pro rozšířenou realitu MREAL - ARNext.ru . Získáno 26. března 2013. Archivováno z originálu 10. ledna 2014.
  12. Laparoskopická chirurgie – Siemens Healthcare Global . Získáno 11. července 2014. Archivováno z originálu 14. července 2014.
  13. Psychofyziologické problémy vývoje a provozu přilbových zobrazovacích systémů (nepřístupný odkaz) . Získáno 28. května 2009. Archivováno z originálu dne 4. února 2020. 
  14. Slyusar, Vadym Umělá inteligence jako základ budoucích řídicích sítí. . Koordinační problémy vojenské technické a deventivní průmyslové politiky na Ukrajině. Perspektivy vývoje zbraní a vojenské techniky/ VII. mezinárodní vědecká a praktická konference. výtahy zpráv. - 8.–10. října 2019. - Kyjev. - Pp. 76 - 77. (2019). Získáno 28. dubna 2020. Archivováno z originálu dne 26. června 2021.
  15. Slyusar, Vadym Rozšířená realita v zájmu ESMRM a bezpečnosti munice. . Koordinační problémy vojenské technické a deventivní průmyslové politiky na Ukrajině. Perspektivy vývoje zbraní a vojenské techniky/ VII. mezinárodní vědecká a praktická konference. výtahy zpráv. - 8.–10. října 2019. - Kyjev. - Pp. 193 - 194. (2019). Získáno 28. dubna 2020. Archivováno z originálu dne 17. října 2021.
  16. Sharonxy. M komáři - fotoaparátová hra Molla 7650 Symbian (17. září 2011). Získáno 16. listopadu 2017. Archivováno z originálu dne 8. listopadu 2021.
  17. Kanadský startup začal prodávat dětské geografické AR karty Archivováno 10. ledna 2014 na Wayback Machine  - ARNext.ru
  18. ISAEV ANDREY LVOVITCH, ANDROSOVÁ JEKATERINA EVGENEVNA. POČÍTAČOVÁ SIMULACE KOMBINACE Z TŘÍROZMĚRNÝCH OBJEKTŮ  (rus.)  // EKONOMIKA A SPOLEČNOST. — 2016.
  19. Tokyo Shimbun upravuje texty pro děti Archivováno 10. ledna 2014 na Wayback Machine  - ARNext.ru
  20. Jakovlev B. S., Pustov S. I. Klasifikace a perspektivní směry využití technologie rozšířené reality // Bulletin Státní univerzity v Tule. Technická věda. — 2013.
  21. Butov R.A. Rozšířená realita: vyhlídky pro využití ve vzdělávání.  // Sborník příspěvků z 60. ruské vědecké konference MIPT. - 2017. - T. 1 , č. 1 . - S. 19-20 .