车讯:2017北美车展：沃尔沃自动驾驶路试计划

Приклад роботи додатку Wikitude World Browser наiPhone 3GS, що використову? GPS ? цифровий компас для в?дображення доповнено? реальност?.

百度 师傅家中的材料价值40多万元，88岁的母亲一直反对他在家中备大量的货。

Допо?внена реа?льн?сть (англ. augmented reality, AR) — терм?н, що познача? вс? про?кти, спрямован? на доповнення реальност? будь-якими в?ртуальними елементами. Доповнена реальн?сть — складова частина зм?шано? реальност? (англ. mixed reality), в яку також входить ?доповнена в?ртуальн?сть? (коли реальн? об'?кти ?нтегруються у в?ртуальне середовище).

Загальний опис

Найпоширен?ш? приклади доповнено? реальност? — кольорова л?н?я, що показу? знаходження найближчого польового гравця до вор?т при телетрансляц?? футбольних матч?в, стр?лки з вказ?вкою в?дстан? в?д м?сця штрафного удару до вор?т, намальована тра?ктор?я шайби п?д час хокею тощо.

Сам терм?н ?мов?рно був запропонований при сп?впрац? з корпорац??ю Boeing досл?дником Томом Коделом (англ. Tom Caudell) в 1990 роц?. ?сну? к?лька визначень доповнено? реальност?: досл?дник Рональд Азума (англ. Ronald Azuma) в 1997 роц? визначив доповнену реальн?сть як систему, яка:

1. По?дну? в?ртуальне ? реальне
2. Вза?мод?? в реальному час?
3. Працю? в 3D

У 1994 роц? Пол М?лграм (англ. Paul Milgram) ? Фум?о К?с?н (англ. Fumio Kishino) описали Континуум В?ртуальн?сть-Реальн?сть (англ. Milgram's Reality-Virtuality Continuum) — прост?р м?ж реальн?стю ? в?ртуальн?стю, м?ж якими розташована доповнена реальн?сть (ближче до реальност?) ? доповнена в?ртуальн?сть (ближче до в?ртуальност?).

?нод? використовують як синон?ми назви ?розширена реальн?сть?, ?пол?пшена реальн?сть?, ?збагачена реальн?сть?.

Джерела стверджують, що Apple може представити окуляри доповнено? реальност?, створен? у сп?впрац? з Carl Zeiss AG, вл?тку 2017 року.

Корпорац?я Microsoft 2018 року запустила про?кт HoloLens — окуляри зм?шано? реальност?. На основ? ц??? розробки найб?льший китайський ?нтернет-магазин Taobao створив модель MR Buy — окуляри, що можуть ?дентиф?кувати так? товари, як одяг та аксесуари, ? надавати про них загальну ?нформац?ю (м?сця, де можна придбати, ц?ну, в?дгуки покупц?в). Також окуляри мають доступ до асортименту Taobao, що допомага? користувачам отримати ?нформац?ю ? про ?нш? товари магазину, як? ? в наявност?. Вза?мод?я з ?нформац??ю, наданою окулярами, можлива не т?льки за допомогою рух?в рукам, а й очима. У вересн? 2018 року новинка буде доступна для тестування ус?ма бажаючими на тематичному заход? магазину Taobao.

Техн?чна складова

Апаратне забезпечення

Апаратна частина пристрою для роботи з доповненою реальн?стю дуже складна. Вона склада?ться з наступних частин: процесор, диспле?, р?зноман?тн? датчики, та пристро? вводу ?нформац??. Сучасн? моб?льн? пристро?, як смартфони або планшети, мають в соб? вс? зазначен? елементи, а також камеру та МЕМС (акселерометр, GPS, цифровий компас), що роблять ?х придатними до використання в якост? платформи для AR.

Система розп?знавання

Система розп?знавання — це основа технолог?? доповнено? реальност?. Вона використову?ться для ?дентиф?кац?? об'?кт?в та людей в реальному час? в ф?зичному простор?, основан? на обчисленн? даних о геолокац??, просторово? ор??нтац?? та часу або визначення форм, атрибут?в та характерних ознак об'?кту. Таким чином, системи розп?знавання для доповнено? реальност? можна под?лити на локац??но-залежн? та об'?ктно-залежн?. При цьому об'?ктно-залежне розп?знавання також може бути реал?зовано двома способами: за допомогою штучних маркер?в та без них.

Важливу роль в систем? розп?знавання з?грав SLAM — метод одночасно? локал?зац?? та побудування карти, використовуваний для побудови карти в нев?домому простор? з одночасним контролем поточного м?сцезнаходження ? пройденого шляху. У спрощеному вигляд?, SLAM — це спос?б розп?знавання оточення та м?сця розташування камери, шляхом розкладання картинки на геометричн? об'?кти ? л?н??. П?сля чого кожно? окремо? форм? система присвою? точку (або дек?лька точок), ф?ксуючи ?х розташування в просторових координатах на посл?довних кадрах в?део потоку. Таким чином, умовно буд?вля розклада?ться на площин? ст?н, в?кна, меж? та ?нш? елементи, що вид?ляються. А умовна к?мната — на площини (п?длога, стеля, ст?ни) ? об'?кти всередин?. Завдяки тому, що алгоритм дозволя? запам'ятовувати положення точок в простор?, повернувшись в цю саму к?мнату з ?ншо? ви побачите точки на тих же м?сцях, де вони ? перебували ран?ше.

Особливо сильний поштовх цей метод отримав п?сля того як виробники смартфон?в почали вбудовувати додатков? камери для розрахунку глибини р?зкост? в сво? апарати.

Не варто думати, що SLAM — це продвинута верс?я звичайного розп?знавання образ?в ? в?дстеження маркер?в. Швидше, це ?нструмент, який набагато краще п?дходить для ор??нтац?? систем доповнено? реальност? в простор?. В?н да? систем? зрозум?ти, де знаходиться користувач. Але набагато г?рше п?дходить для розп?знавання що саме знаходиться перед камерою.

Пристро?

Ще в 1984 роц? у ф?льм? ?Терм?натор? Джеймса Кемерона була в?зуал?зована концепц?я доповнено? реальност? ? комп'ютерного зору. Але Кемерон сильно випередив час, тому що вбудувати систему прямо в око в т? роки було неможливо нав?ть у найсм?лив?ших фантаз?ях. ?деалом бачився форм-фактори контактних л?нз або окуляр?в. Перше ? зараз лише на стад?? концепт?в, а ось у м?ру здешевлення ? появи б?льш тонких виробничих процес?в форма окуляр?в ставала все ближче. З роками до не? додався ? другий вар?ант реал?зац??: за допомогою смартфон?в.

Google

Окуляри Google Glass

Найгучн?шою под??ю доповнено? реальност? останн?х рок?в стали окуляри Google Glass, як? побачили св?т у 2013, з якими ? невелика плутанина. Незважаючи на те, що саме вони багатьом першими приходять на думку, коли мова заходить про доповнену реальн?сть, до не? ц? окуляри в?дношення майже не мали. В?ртуальне середовище практично не вза?мод?яло з реальним. Х?ба що нав?гац?ю можна зарахувати до AR-контенту, але ? вона була реал?зована в стил? карт для телефону, а не динам?чних вив?сок над дорогою.

Проте, окуляри вм?ли робити фото та зн?мати в?део за командою, з автоматичною в?дправкою в хмару. Цей не ставший масовим експеримент все ж зробив свою справу: запустив хвилю, давши зрозум?ти ?ншим компан?ям, що можна серйозно братися за розробку пристро?в доповнено? реальност? для широких мас.

Microsoft

Естафету одразу прийняла Microsoft, через пару рок?в завуальовано анонсувала (а в 2016 ? представила) окуляри зм?шано? реальност? Hololens. Правда, т?льки для розробник?в ? журнал?ст?в. Продукт складний, його дос? розробляють. Але в ?нтернет? багато захоплених огляд?в, де люди д?ляться сво?м досв?дом вза?мод?? з в?ртуальним середовищем.

Hololens не вимагають п?дключення до ?ншого ПК або телефону. У окуляр чотири камери, за допомогою яких пристр?й анал?зу? к?мнату (або ?нше навколишн? середовище) ? по?дну? в?ртуальн? об'?кти з реальним св?том.

Окуляри дозволяють практично повноц?нно працювати з Windows 10, причому, назва ?Windows? набува? нового сенсу: в?кна системи легко в?шаються на ст?ни на манер, власне, в?кон. Окуляри запам'ятовують прим?щення, тому, коли користувач поверта?ться в ту ж саму к?мнату, вс? в?кна додатк?в ? ?нш? елементи зм?шано? реальност? чекають його на сво?х м?сцях.

Зараз ?сну? близько десятка найб?льш перспективних розробник?в ? продукт?в для доповнено? реальност? в форм-фактор? окуляр?в: Vuzix, Sony, ODG, Solos.

Моб?льн? системи

Поки що доповнена реальн?сть в основному зустр?ча?ться в смартфонах. Це зручн?сть, готова техн?чна база, широка поширен?сть пристро?в ? простота написання програмного забезпечення.

Розроблен? спец?ально п?д фото для соцмереж додатки пропонують приблизно одн? й т? ж функц??: маски для обличчя ? розм?щення персонаж?в в простор?. Тобто — розваги. Але все б?льше компан?й розум?ють важлив?сть ц??? н?ш? ? представляють б?льш утил?тарн? програми: в?ртуальн? рулетки, перекладач?, що розп?знають текст з камери, додатки, що можуть визначати з?рки по зображенню з камери, тощо.

Саме в моб?льному сегмент? зараз сконцентрован? найц?кав?ш? AR-стартапи для масового ринку: YouAR, 6D, Selerio.

Одн??ю з найб?льш ?нвестуючих в технолог?ю компан?й ? Facebook, який перев?ря? нов? ?де? на сво?й масов?й користувацькой баз?.

Сфери використання

Головна сфера, де знайшла використання доповнена реальн?сть — це розваги.

Так? компан?? як Lego ? Disney активно ведуть розробку ?гор з використанням доповнено? реальност?, а нам?ри до них при?днатися висловили практично вс? велик? виробники ?грашок. Досл?дницьк? групи вже зайнялися збором даних про те, як маленьк? д?ти вза?мод?ють з ?грами ? додатками доповнено? реальност?, ? яким чином це вплива? на ?х сприйняття реального св?ту. Можливо, в майбутньому найц?кав?ш? ?де? з розвитку технолог?? будуть звучати в?д тих, для кого ця сама технолог?я була просто частиною дитинства.

Саме розваги сьогодн? розвивають досл?дницьку базу доповнено? реальност?. А завдяки колосальним обсягами даних, добров?льно переданих людьми компан?ям-розробникам, технолог?я в зв'язц? з машинним навчанням роблять кроки в б?к б?льш серйозних областей.

Нараз? список потенц?йних користувач?в доповнено? реальност? вигляда? так:

• сфера розваг
• медицина
• осв?та
• в?йськов? технолог??
• ремонтн? служби
• ав?ац?я
• експлуатац?я автомоб?ля
• служби безпеки
• транспортн? компан??
• буд?вництво
• диспетчерськ? служби
• сфера DIY
• пол?граф?я

В?йськова техн?ка

Система доповнено? реальност? солдата ARC4 (США)

Поширення у збройних силах пров?дних кра?нах св?ту р?зноман?тних тактичних засоб?в доповнено? реальност? (для ек?паж?в л?так?в, вертольот?в, суден, бойових машин, танк?в, в ек?п?ровц? солдат тощо) робить актуальним завдання стандартизац?? в?дпов?дно? технолог?? в?зуал?зац?? та протокол?в передач? даних.

Основними напрямами стандартизац?? при цьому вважаються: таксоном?я ? категоризац?я в?дпов?дно? терм?нолог??; операц?йн? сценар?? використання засоб?в AR р?зними категор?ями користувач?в; м?н?мальн? в?йськов? вимоги до спроможностей AR засоб?в, типовий ?нтерфейс користувача, тополог?я фрейм?в в?зуал?зац?? AR даних на дисплеях (фрейм вибору режим?в роботи та ?ндикац?? поточного з них (налагодження, бойовий, тренувальний тощо); фрейм в?дображення основно? в?зуально? ?нформац?? та фрейм в?зуал?зац?? даних GPS ? параметр?в руху транспортного засобу, зокрема, за допомогою одного чи к?лькох нав?гац?йних к?лець, що використовуються, наприклад, в систем? ARC4 (США)); типов? AR символи для р?зних функц?й та категор?й користувач?в; основн? техн?чн? специф?кац?? (наприклад, максимальна к?льк?сть анотац?й, що одночасно виводяться на дисплей та ?хня щ?льн?сть на одиницю в?дстан?); протокол передач? AR даних (структура та розм?ри типового блоку даних).

Найб?льш простим вар?антом реал?зац?? тактичних систем доповнено? реальност? ? використання анотативно? символ?ки (Annotative Augmentation), в подальшому в?дбудеться перех?д й до ан?мованих символ?в (Simulative Augmentation) та символ?в, що синтезуються на основ? алгоритм?в штучного ?нтелекту.

Стосовно в?зуальних анотативних символ?в стандартизац?? п?длягають розм?ри ?кон (тактичних символ?в), ?хн? кол?р та його вар?ац?? у простор? ? час?, 2D та 3D форми в?зуал?зац??, текстовий контент, час ?снування (поновлення), г?перпосилання, зм?ст ? обсяги рег?онально? ?нформац??.

Типовими категор?ями анотативних тактичних симовл?в ?: положення дружн?х п?дрозд?л?в, передн?й край та позиц?? противника (?сторичн?, поточн? та прогнозован?), м?сця знаходження саморобних вибухових пристро?в (?стор?я, виявлен?, але не знищен?, ймов?рн? або п?дозр?л?), дороги, мости, п?дземна ?нфраструктура, розчищен? майданчики для вертольот?в, локальн? культурн? пам'ятки тощо.

В якост? важливого показника м?н?мальних вимог до спроможностей тактичних систем AR сл?д вказати д?апазон дальностей 15 — 30 км, в межах якого ма? бути забезпечена оперативна генерац?я ?нформац?? для п?дтримки послуг AR. Середовищем поширення даних доповнено? реальност? може бути Федеративна мережа м?с?й (FMN). При цьому необх?дно досягти вза?мосум?сност? м?ж форматом (моделлю) даних, як? централ?зовано формуються у штабах, ? програмним забезпеченням пристро?в в?дтворення AR символ?в, яке ма? ?дентиф?кувати тип даних ? в?дправити ?х на дисплей (в?зуальн? дан?), динам?ки (акустичн? символи) чи тактильн? елементи (рукавички, пояси тощо).

В перспектив?, з впровадженням ?нтернету речей, цю проблему можливо вир?шити через надання кожному з в?дтворювальних пристро?в ун?кально? IP-адреси в мереж? й застосування звичайно? IP-адресац?? для передач? AR даних. Доки цього не в?дбулося, система доповнено? реальност? за допомогою стандартизованого протоколу ма? розр?зняти типи даних та ф?зичний принцип ?х в?дтворення.

Технолог?я доповнено? реальност? ? потужним ?нструментом в?дпрацювання 3D-тополог?? сховищ бо?припас?в на м?сцевост? з вибором сукупност? бо?припас?в у стеках та в?дстаней м?ж ними на основ? динам?чно? в?зуал?зац?? зон ризик?в. Поширення ?нформац?? про так? зони дозволить обирати безпечн? м?сця дислокац?? та найменш ризиков? маршрути пересування п?дрозд?л?в. Кр?м того, на окулярах AR або ж в?дпов?дних дисплеях можуть в?дображатися в?домост? про стан та ?стор?ю бо?припас?в.

Книговидання

Першу книгу з елементами доповнено? реальност? було представлено 2008 року на Франкфуртському книжковому ярмарку.

Надал? ця технолог?я набула поширення в р?зноман?тн?й л?тератур? для д?тей, де за допомогою доповнено? реальност? створюються ан?мован? 3D персонаж?, з якими можливо вза?мод?яти. Кр?м того, за схожим принципом виготовляють друкован? п?дручники, навчальн? пос?бники з використанням доповнено? реальност? як джерела додатково? ?нформац??, наочного прикладу для розв'язування завдань тощо.

Див. також

• Epson Moverio BT-200
• Google Goggles
• LimpidArmor

Посилання

• В?део: Як може виглядати доповнена реальн?сть в недалекому майбутньому