Метод дополненной реальности. Что такое дополненная реальность: принцип работы, устройства, будущее технологии

Линия УМК Симоненко. Технология (Традиционная линия) (5-8)

Линия УМК В. Д. Симоненко. Технология (Универсальная линия) (5-8)

Технология

Технология дополненной реальности как современный метод обучения школьников

Дополненная реальность (AR) - это передовая технология, которая позволяет усовершенствовать промышленность, здравоохранение, коммерцию, индустрию развлечений и, что особенно для нас важно, сферу образования. Подробнее об AR и применении ее в школе рассказал Максим Витюнин, кандидат химических наук, доцент кафедры технологии и экономики Института математики, физики, информатики и технологий УрГ. Помимо основной теории представляем инструкцию: как самостоятельно привнести дополненную реальность на урок «Технология».

Что такое дополненная реальность и каково ее место в образовании?

Дополненная реальность, сокращенно AR, представляет собой совмещение реального мира и дополнительных данных, «вмонтированных» в поле восприятия. Усиление воздействия среды происходит через визуальные, слуховые, осязательные, соматосенсорные и обонятельные рецепторы. Например, мы находимся в историческом центре города, направляем камеру смартфона на достопримечательность, и на экране видим, как здание выглядело 100 лет назад, а через динамик слышим шум улицы прошлого. Так мы окунаемся в дополненную реальность.

Характеристики AR-системы:

Совмещение реального и виртуального.

Взаимодействие в реальном времени.

Расположение в трехмерном пространстве.

AR строится на основе координат пользователя или маркера. Маркер - это объект в пространстве, считываемый специальным программным обеспечением для отрисовки на его месте виртуального объекта. Часто в качестве маркера используется простая одноцветная картинка.

AR произошла от VR - виртуальной реальности, цифровой имитируемой среды. Иногда встречается гибридная реальность, которая объединяет эти два подхода.

Отправной точкой истории развития технологии дополненной реальности можно назвать 1957 год, когда изобретатель Мортон Хейлиг создал Сенсораму - первый в мире виртуальный симулятор. Уже тогда технология была ориентирована на образование. В документах на получение патента Мортон Хейлиг привел следующее обоснование своего изобретения:

«В настоящее время возрастают требования к способам и средствам обучения и подготовки людей, не подвергая их возможным опасностям в конкретных ситуациях. ... Вышеуказанная проблема возникла также в образовательных учреждениях из-за таких факторов, как все более сложный предмет, который преподают, а также большие группы учащихся и недостаточное количество учителей. В результате сложившейся ситуации возросла потребность в обучающих устройствах, которые, если и не вытеснят, то уменьшат бремя учителей».

Мортон Хейлиг изобретатель виртуального симулятора

Далее было создано еще несколько ключевых изобретений. Например, лаборатория дополненной реальности Videoplace (силуэт человека переносится на экран и дополняется различными элементами, «привязанными» к телодвижениям). В 2016 году были представлены очки смешанной реальности Microsoft HoloLens.

AR-система открывает широкие возможности в преподавании любых предметов. Представьте, как «оживают» иллюстрации на бумажных страницах учебника по истории или как превращается в виртуальную игру дидактический материал по анатомии.

Сегодня существуют различные библиотеки AR с открытым API для мобильных разработчиков, системы и программы для трехмерного моделирования. Рассмотрим, как в школе можно использовать межплатформенную среду разработки компьютерных игр Unity и частично бесплатную библиотеку Vuforia.

Пример: дополним учебник «Технология» 3D-моделью

1. Скачайте бесплатную версию Unity и установите на компьютер. Доустанавите прямо из Unity программы для создания проектов на Android: Android Studio (SDK), Android NDK, Java (JDK).

2. Зарегистрируйтесь на сайте Vuforia для создания базы меток. Каждой базе присваивается свой лицензионный ключ.

3. Загрузите метку в Vuforia. Например: сборочный чертеж изделия «скамеечка» из учебника «Технология. Индустриальные технологии. 6 класс» (под ред. А.Т. Тищенко, В.Д. Симоненко).

4. В программе для создания 3D-моделей (например, «КОМПАС-3D») создайте модель «скамеечки» и сохраните как рисунок.

Методические рекомендации раскрывают последовательность работы с учебником "Технология. Технический труд" для учащихся 6 класса общео-бразовательных учреждений и рабочей тетрадью. Они содержат примерные тематический и поурочно-тематический планы, рекомендации к проведению уроков, выполнению заданий и оформлению творческих проектов, ведению рабочей тетради. В них приведены дополнительные материалы, не вошедшие в учебник, а также методика контроля знаний учащихся.

5. Наложите на изображение, импортированное из Vuforia в Unity (чертеж «скамеечки») 3D-изображение.

6. Теперь, при наведении камеры на распечатанный лист чертежа, можно увидеть 3D-модель чертежа.

7. С помощью Unity скомпилируйте приложение для установки его на смартфон.

Проблемы AR и VR в сфере образования

Неправильная оценка и отсутствие понимания возможностей использования виртуальной реальности в образовании;
Неверное представление об эргономических характеристиках современных аппаратных средств виртуальной и дополненной реальности в образовании;
Слабая проработанность психологопедагогической базы проектирования, реализации и применения средств обучения с использованием виртуальной и дополненной реальности;
Использования VR и AR может привести к неопределенности восприятия, превращение реальности в обыденность и эскапизм;
Высокая стоимость электронных устройств с AR;
Сбор и хранение информации, необходимой для реализации AR, требует много времени и усилий;
Требуется высокая скорость обработки данных.

Однако уже в ближайшем будущем образование высокого уровня станет немыслимым без технологий дополненной реальности и виртуальной реальности. AR и VR позволяют развивать пространственное мышление, открывают новые возможности для дифференциации обучения, во много раз усиливают наглядность пособий и помогают познавать мир через личный опыт.

Елизавета Самородских

Дополненная реальность (augmented reality, AR) – явление, которое уже второе десятилетие будоражит умы владельцев гаджетов во всем мире. Отношение к нему у публики, бизнеса и инвесторов не совсем однозначное. Ему то пророчат великое будущее, то ставят на нем крест, а затем возникает новый всплеск интереса на волне появления очередного поражающего воображение продукта (вроде Pokemon Go или Magic Leap). Вау-эффект работает на ура, и технология обзаводится новыми поклонниками. Ее становление лишь начинается и согласно исследованию Juniper Research , количество пользователей мобильного AR стремительно вырастет до 200 миллионов уже в 2018 году (с 60 миллионов в 2013). Давайте разбираться, что хорошего и не очень в этой технологии, и какие возможности ваш бизнес может извлечь из ее применения уже сегодня.

Что такое дополненная реальность и почему она интересна бизнесу

AR - это слой виртуальных объектов с дополнительной интерактивной информацией поверх объектов реального мира. Для активации этого слоя достаточно смартфона. Потому мобильная дополненная реальность и получила такое распространение – не нужны дорогостоящие очки и шлемы, это удел далекого будущего, а сейчас достаточно установить специальное приложение.

С помощью технологий дополненной реальности компании привлекают внимание клиентов и добавляют ценность самому продукту. Вот пример от Danone - рекламная кампания с элементами обучающего маркетинга: на продуктах «Растишка» появилась метка Shazam, с ней ребенок погружался в интерактивную игру. Через экран смартфона он наблюдал за динозавриком Дино и картой звездного неба, поворачивался по сторонам и искал разные космические объекты. С каждым йогуртом или творожком Danone ребенок получал магнит с планетой или созвездием, собирал их в общую карту – каждый из магнитов был меткой, скрывающей яркую космическую 3D-анимацию и интересную информацию об объекте.

Приложение с дополненной реальностью, активирующее метку на продуктах Danone

Технологии дополненной реальности расширяют способы взаимодействия с потенциальными клиентами, их возможности огромны. Само по себе применение AR не вызывает сложностей – формат хорошо ложится на привычные рекламные плакаты, листовки, билборды, каталоги и стенды. Рекламный щит становится своеобразной точкой активации интерактивной и визуальной составляющей, местом погружения в новый опыт. Задача компании теперь - не просто наложение одной реальности на другую, но поиск способов удержания клиента, вовлечения во взаимодейcтвие с брендом. И с этим дополненная реальность тоже справляется на отлично, не только за счет вау-эффекта, но и благодаря возможностям геймификации.

Свяжитесь с нами Обсудим?

Как создается дополненная реальность, и как клиент просматривает AR от бренда. Инструменты и сервисы

Как работает дополненная реальность

Работа приложений дополненной реальности кажется достаточно простой – есть метка, на нее накладывается виртуальный слой, он распознается смартфоном, однако под всем этим лежит чуть более сложный процесс.

Смартфон с помощью камеры и встроенных датчиков – гироскопа, акселерометра, компаса, GPS через специальное приложение непрерывно анализирует окружающее пространство, получает изображение и данные для обработки (о положении в пространстве, координатах), которые затем идентифицирует. Алгоритмы распознавания определяют, что человек видит перед собой, где он находится – для этого используется компьютерное зрение, поиск по изображениям в сети, базы данных объектов. Затем AR-приложение оценивает, можно ли для этого реального объекта вывести виртуальный слой. Для упрощения процедуры распознавания придумано множество вариантов меток, которые в простом исполнении выглядят как набор геометрических фигур черно-белого цвета (тот же QR-код). Более сложные алгоритмы умеют анализировать фотографии, принимая их за уникальную совокупность точек. На видео ниже представлено, как осуществляется распознавание метки и наложение поверх нее виртуального слоя.

После того, как метка распознана, поверх нее выводятся объекты виртуального мира – те, что в базе данных приложения, платформы или AR-сервиса сопоставлены с этим изображением. Реальное сливается с виртуальным, обогащаясь дополнительной информацией. На данный момент развития технологии приложения ориентированы на смартфоны и планшеты – как на самое распространенное среди пользователей устройство, однако многие платформы смотрят в будущее и создают инструменты, которые кажутся бесполезными сейчас, но найдут свое применение, когда носимые AR-устройства вроде Google Glass или Microsoft HoloLens упрочат свое положение среди широких масс.

Сколько стоит разработка дополненной реальности, и кто может это делать

При создании профессиональных приложений дополненной реальности основную долю работ занимает создание качественного контента, который будет визуализирован в этом приложении и продумывание, как логика приложения отвечает целям и задачам маркетинговой кампании. Разработкой могут заниматься маркетинговые агентства: основной акцент они делают именно на проработке стратегии продвижения, а технических разработчиков привлекают в качестве подрядчиков, а могут и компании, которые специализируются на создании проектов виртуальной и дополненной реальности.

Технические компании-разработчики задействуют силы многих специалистов:

3D-дизайнеров, которые формируют трехмерные модели товаров, сканируют здания и территории 3D-сканером, создают высококачественные фотографии реальных объектов и текстур для переноса в цифровую реальность;
геймдизайнеров, если проект задуман в форме игры или содержит систему геймификации;
программистов, которые объединяют подготовленный контент и метки, используют готовые механизмы компьютерного зрения или разрабатывают собственные алгоритмы, чтобы приложение работало оптимальным образом и подходило для различных устройств;
многих других узких специалистов в зависимости от задач проекта.

Потому профессиональные приложения стоят дорого – от 500 000 рублей за самые простые возможности и до нескольких миллионов рублей, если задача специфическая и требует постоянного взаимодействия с клиентом. Сроки разработки также зависят от сложности исполнения и согласованности действий заказчика и исполнителя. В среднем разработка занимает не менее одного месяца для простого приложения и до года – сложного. Компания Vizerra, которая существует на этом рынке более 10 лет и входит в топ-70 самых быстро развивающихся инновационных компаний мира, на своем сайте разместила описание уровней сложности создания приложений дополненной реальности и ориентировочные сроки разработки . Безусловно, найдутся и те, кто запросит за создание приложения меньшую сумму, но согласитесь, что отдать даже 150 000 рублей и получить приложение, которое вы могли бы и сами сделать в бесплатном сервисе – не слишком удачный вариант для оценки эффективности технологии в вашем бизнесе.

Вот, что можно сотворить, если привлечь профессиональную команду разработки. «Оживающие» наборы от компании LEGO привлекли новых посетителей и подняли продажи.

Сложность поиска исполнителя на создание приложения дополненной реальности состоит в том, что этот рынок находится в самом начале своего становления. Стандартов и лучших практик в нем очень мало, качественного контента еще меньше, а компании, которые умеют его создавать, можно пересчитать по пальцам.

У заказчиков тоже не сформировано представление, что такое качественные AR-приложения, сколько они могут стоить и как оптимально применить дополненную реальность в бизнесе. Потому велик риск наткнуться на недобросовестных исполнителей, которые значительно пошатнут ваш бюджет, а эффект от результата будет невелик. В этом случае нужно хорошо изучать портфолио компании и отталкиваться от целей, которых вы хотите достичь с помощью AR-приложения. Вполне вероятно, что, задумавшись об этом, вы поймете, что того же результата можно достичь менее затратными методами и без AR, либо откажетесь от дополнительных «инновационных» функций, которые так расхваливает разработчик.

Непросто и отслеживать эффективность маркетинговых кампаний с применением дополненной реальности даже с учетом разработки профессионального приложения. Вы можете потратить год на разработку, и в конце осознать, что реклама у популярного блогера привлекла бы в разы больше клиентов. Можно сказать, что любая новая возможность требует вдумчивого отношения к ее применению. Не стоит сразу бросаться в разработку, если так сделала какая-то известная компания, и приложение выглядит здорово. Потому важно понимать, какие еще есть способы создания дополненной реальности и как взаимодействует с ней владелец смартфона.

Как создается дополненная реальность, и как ее активирует клиент

Здесь есть два пути, которым обычно идут компании.

Первый – создают собственное, полностью независимое AR-приложение. Для его создания используют специализированные фреймворки и инструменты разработчиков.

Например, такие:

Vuforia;
EasyAR;
ARKit;
ARCore.

Эти фреймворки обычно используются в связке со средой разработки, например, Unity3D и подходят тем, кто задумал серьезное приложение со множеством функций или добавление к продукту дополнительной ценности. В этом случае отдельное брендированное приложение размещается в Google Play или AppStore, и пользователю нужно скачивать его отдельно, только для того, чтобы взаимодействовать с вашим конкретным продуктом или меткой. В зависимости от выбранного фреймворка и технологии разработки, метка может выглядеть по-разному: в виде фотографии или в виде уникального символьного изображения, похожего на QR-код.

Второй путь – использование специального AR-браузера, платного или бесплатного. Это сервисы, которые позволяют пользователю получать доступ к проектам сразу многих компаний. Для этого компания должна создать метку и привязать к ней виртуальную информацию прямо через сервис браузера.

К этим сервисам относят такие приложения, как:

Aurasma;
blippAR;
Layar;
ARTOUCHER;
Metaverse (gometa.io).

Вот простые примеры, которые может сделать любой специалист и без навыков 3D-моделирования. Просто наложить готовые видео на фотографии.

Сервис дополненной реальности Layar платный, однако то же самое можно сделать в его бесплатном аналоге blippAR

Установив такое приложение один раз, потенциальный клиент может постоянно просматривать слой дополненной реальности, от вашей компании или от других. Меткой в данном случае могут быть обычные фотографии, то есть активировать AR-анимацию можно с помощью обычных рекламных листовок, страниц журнала, баннеров, изображений на стендах или связать их с координатами на карте. Инструкцию по созданию своей дополненной реальности в двух из этих сервисов я разместила в конце статьи.

И третий путь – привязывать дополненную реальность к QR-коду. Этот способ привычен людям, приложение для чтения QR-кодов может уже оказаться на смартфоне вашего потенциального клиента, так что ему не потребуется дополнительных усилий и свободного места в памяти смартфона.

Некоторые бренды идут на социальные эксперименты, используя для отображения дополненной реальности большие экраны, установленные на улице. Тогда пользователь должен лишь оказаться в нужном месте.

Так поступила компания Pepsi Max, установив экран на автобусной остановке. Несмотря на то, что происходящее мало относилось к продукту – газированным напиткам Pepsi, ролик получил виральное распространение, набрав 7,5 миллионов просмотров на YouTube, и послужил источником для ряда публикаций в прессе с упоминанием бренда, в том числе в технологических изданиях, которые при обычных условиях не обращают внимания на производителей продуктов и напитков. Этот ролик обсуждают и по сей день.

Дополненная реальность способна подарить яркие эмоции даже в самом привычном месте – на автобусной остановке

Вот еще один пример, который могут позволить себе крупные бренды, – «живая» реклама сериала «Ходячие мертвецы».

Что запоминается лучше всего? То, что человек прочувствовал на собственной шкуре

Какую пользу получит потенциальный клиент от использования AR

Эксперименты с новыми технологиями, порой, заводят компании слишком далеко. С виду впечатляющий результат может сработать только один раз, не давая пользователю существенной выгоды, а лишь заставляя терпеть неудобства. Потому при создании собственного опыта AR нужно помнить, чего хотят ваши покупатели и как можно использовать возможности технологии, закрывая их боль.

Вот несколько примеров, как сделать применение AR наиболее полезным, предоставив клиенту следующие возможности:

оценить продукт в натуральную величину, в полном объеме, рассмотреть со всех сторон, представить, как он будет смотреться в реальной обстановке, «примерить» продукт на себя (подходит для косметики, одежды, автомобилей, продуктов питания, мебели);
ощутить себя владельцем продукта, визуализировать мечту, сфотографироваться с ней (подходит для любого крупного продукта с долгим циклом сделки, где принятие решения зависит от эмоциональных факторов: автомобили, дома, мебель, техника – технологии дополненной реальности уже сейчас позволяют смоделировать объект в натуральную величину и рассматривать его со всех сторон даже со смартфона, поместить в реальную обстановку).

Например, вот так виртуальную 3D-модель дома в полную величину можно вписать в реальный участок, оценить удобство, осмотреть не только снаружи, но и внутри, понять, каким будет вид из окон, как лучше расположить выходы, удачна ли планировка интерьера. Пример сделан с помощью фреймворка ArKit и движка Unity3D.

Есть множество примеров, где миниатюрный автомобиль помещается поверх метки в руках у пользователя. Миниатюры любят все, но ничто так не впечатляет, как полноразмерная машина прямо перед вами – даже с возможностью «посидеть» внутри и поменять цвет авто и внутренней отделки. Пример сделан с помощью ArKit.

Еще ряд возможностей, которые бизнес может предоставить клиенту с помощью технологий AR.

Поиграть, развлечься, получить дополнительную развивающую и обучающую информацию (подходит для продуктов с детской и молодежной целевой аудиторией, либо в тех случаях, когда к продукту требуется привлечь внимание еще одного сегмента аудитории другого возраста).
Получить важную информацию о продукте непосредственно перед покупкой – выяснить состав, просмотреть отзывы, интерактивные примеры использования.
Сориентироваться на местности, быстро найти ваши магазины, найти товар внутри магазина, указать путь до точек, где проводятся акции (подходит для гипермаркетов, брендов, представленных в разных городах и странах, крупных значимых объектов в городе, новых открытых точек, мест проведения кампаний по продвижению).

Например, японское PR-агентство разработало приложение дополненной реальности Penguin NAVI для местного аквариума. На станции метро потенциальным посетителям предлагается скачать приложение с помощь QR-кода, а затем следовать за забавными пингвинами, которые смоделированы в точности как настоящие.

Как создать свое приложение дополненной реальности для бизнеса через бесплатный сервис

Крупные компании готовы затрачивать средства и нанимать профессиональных разработчиков AR-приложений, но что же делать малому бизнесу или тем, кто только хочет попробовать возможности дополненной реальности? Используйте AR-браузеры и платформы, с ними вы создадите AR-приложение даже без навыков программирования. Покажу, как создать приложение с дополненной реальностью, на примере двух бесплатных сервисов (для первого – текстовая инструкция, для второго – скринкаст).

Браузер blippAR

Первый онлайн-сервис, в котором можно создать свой AR-проект, называется blippAR и относится к категории браузеров дополненной реальности – это платформа, где каждый может добавить свой проект, а пользователь получает доступ к контенту разных компаний через единственное приложение для смартфона.

BlippAR позволяет наложить видео или 3D-контент на метку, в качестве которой может выступить любое изображение, а потому лучше всего подходит для «оживления» печатных рекламных и маркетинговых материалов – журналов, каталогов, листовок и визиток. Весь контент нужно подготовить заранее в соответствующих редакторах, функция приложения – лишь объединить изображение-метку и ваш контент, а также предоставить инструментарий для доступа клиента к этому контенту.

После регистрации в сервисе по ссылке blippar.com вы попадете на главную страницу, с которой можно создавать собственные проекты. Нажмите кнопку Create project, чтобы создать новый проект.

В следующем всплывающем окне введите название проекта и нажмите кнопку Create project.
Затем вам будет предложено создать blipp – то есть метку, точку доступа клиента к вашему контенту, которую можно будет сканировать смартфоном с установленным приложением blippAR. Нажмите кнопку Create a blipp.
В новом окне введите название метки, затем загрузите изображение с компьютера или перетяните мышью в окно. Изображением может быть черно-белый рисунок или фотография (страница каталога, логотип, брендовая графика и так далее). Чем сложнее фотография, тем лучше. Простые рисунки и примитивы могут не сработать, потому что компьютерное зрение должно иметь возможность однозначно идентифицировать изображение, и делает оно это по нескольким ключевым точкам.

Изображение должно отвечать следующим критериям:

формат PNG или JPEG;
размер не менее 300-800 пикселей по ширине и высоте;
вес не более 50 Мб;
палитра только RGB, а не CMYK.

Хороший маркер

Много точек для распознавания, объект сложный (изображение из документации blippAR, создатели просят не использовать его в качестве вашего маркера)

Плохой маркер

Слишком мало точек, объект примитивный (изображение из документации blippAR)

После загрузки метки, откроется окно добавления контента. На левой панели инструментов есть три раздела – Catalog, Widgets, Uploads. В центре – сетка с вашей меткой, а с правой стороны – панель работы с параметрами каждого элемента. Все элементы перетягиваются на метку мышью и размещаются на ней. Можно добавлять несколько элементов. Удаляются элементы щелчком по ним и нажатием на клавиатуре клавиши Delete.
- a. Из раздела Catalog доступны 3D-примитивы и добавление текста.
- b. Из раздела Widgets можно добавить кнопки для перехода в соцсети, звонка, покупки с уводом на страницу интернет-магазина, просмотра pdf-документа, отправки сообщения по электронной почте, создания селфи.
- c. Из раздела Uploads можно загрузить собственные файлы – видео, изображения, 3D-объекты в формате fbx (и сконвертировать их встроенным конвертером).

Например, вот так может выглядеть ваш контент, который будет виден поверх фотографии только в дополненной реальности. В данном случае дом – это метка, которая может быть напечатана в каталоге или на листовке, а при наведении на нее смартфона, активируется слой дополненной реальности, который отобразит кнопки звонка и покупки и информационный текст.

После того, как приложение подготовлено, вы можете просмотреть его, нажав на правом верхнем углу кнопку предварительного просмотра – Preview. Когда окно предпросмотра откроется, запустите на своем смартфоне бесплатное приложение blippAR, нажмите в его правом нижнем углу бургер-кнопку с тремя вертикальными линиями и найдите пункт «Ввести код», затем вбейте код, указанный в окне предпросмотра. После этого наведите смартфон на картинку и подождите. Если картинка распозналась браузером, в ее центре появится кольцо загрузки с процентами, а затем активируется слой дополненной реальности.

Если требуется доработка проекта – нажмите в этом окне кнопку Done, предпросмотр закроется, и вы сможете изменить или добавить элементы. Если результат вас устраивает – нажимайте желтую кнопку Make it Live – тогда появится дополнительно окно с отправкой на модерацию. Создатели blippAR проверят ваше приложение на соответствие политике организации, а затем одобрят или отклонят его. Приложение можно сделать доступным по всему миру (пункт Global) или в пределах страны (пункт Local to Country, обычно заполняется автоматически). Тот же эффект отправки на модерацию дает нажатие синей кнопки Publish в правом верхнем углу проекта при редактировании.
Так можно быстро разнообразить уже имеющиеся рекламные и маркетинговые материалы слоем дополненной реальности. У клиента на смартфоне должно быть установлено приложение blippAR, чтобы он мог активировать этот слой. А на рекламные материалы можно поместить наклейку с сообщением о том, что за изображением скрывается дополнительная информация и возможности.

Сервис Metaverse

Платформа Metaverse (gometa.io) также бесплатна и позволяет создавать приложения дополненной реальности с чуть более сложной логикой, чем браузер blippAR. Через нее можно создавать простые игры, квесты, тесты, задавать вопросы о бренде, использовать компьютерное зрение для поиска предметов, людей, животных, определения эмоций. Приложения создаются без программирования, только лишь визуальным взаимодействием с элементами, а слой дополненной реальности активируется через метку, генерируемую самим сервисом и похожую на QR-код.

В скринкасте ниже я рассказываю, как создать приложение дополненной реальности для воображаемой кофейни – клиент делает селфи с логотипом бренда (или отвечает на вопросы о бренде), а затем получает скидку, которой может оплатить товар. Аналогичные приложения подойдут для самых разных компаний: от ритейла до сферы услуг.

Оба сервиса – и blippAR, и Metaverse – освоить достаточно легко, но вместе с тем в них можно создавать приложения со сложной структурой, которая ограничивается только вашей фантазией.

Как видите, магию дополненной реальности может оценить каждый, не затрачивая больших средств. Пробуйте и делитесь ссылками на свои приложения, сделанные по инструкциям, в комментариях!

Свяжитесь с нами Обсудим? Закажите бесплатную консультацию

В статье рассматриваются идеи и уже существующие примеры использования технологий дополненной и виртуальной реальности (AR и VR) в образовании. В начале статьи дается краткий обзор технологий, даются основные определения, описывается техническая часть. Далее рассматривается существующий опыт применения этих технологий: приложения, организации, исследования. В последнем разделе предлагаются идеи для применения в образовании. В заключении указываются основные проблемы и трудности, которые могут возникнуть в процессе внедрения этих технологий.

Бутов Роман Александрович,
инженер ИБРАЭ РАН, аспирант

Григорьев Игорь Сергеевич,
методист Ресурсного центра ГБПОУ “Воробьевы горы”

Обзор технологий

Виртуальная и дополненная реальности (VR и AR) – это современные и быстро развивающиеся технологии. Их цель – расширение физического пространства жизни человека объектами, созданными с помощью цифровых устройств и программ, и имеющими характер изображения (Рис. 1).

На рисунке 1а показано изображение, которое видит пользователь через специальные очки виртуальной реальности (далее – VR). Изображение разделено на две отдельные картинки для каждого глаза и специально искажено, чтобы создать для глаз иллюзию трехмерного пространства. Если человек перемещается или просто поворачивает голову, то программа автоматически перестраивает изображение, что создает ощущение реального физического присутствия. С помощью контроллеров (джойстиков и т.п.) пользователь может взаимодействовать с окружающими предметами, например, он может поднять камень и бросить его с горы – встроенная в программу физическая модель просчитает полет этого камня, что еще больше создаст иллюзию реального пространства.

На рисунке 1б показано приложение, использующее технологии дополненной реальности (далее – AR). В этом приложении можно размещать изображения мебели на изображении с камеры телефона, но за счет их деформаций у пользователя создается впечатление, что он видит реальный предмет, располагающийся в комнате. Важно, то, что в этом случае реальность (комната) дополняется виртуальным креслом, и соответствующая технология будет называться дополненной реальностью. Создание дополненной реальности возможно не только с помощью смартфонов, но и других технических средств, например, посредством специальных очков. В этом случае, виртуальное изображение достраивается на поверхности линз очков.

Рисунок а

Рисунок б

Рисунок 1. Примеры технологии виртуальной (а) и дополненной реальности (б)

В качестве устройств на данный момент используются: очки виртуальной и дополненной реальности, контроллеры, наушники, смартфоны, планшеты. Эти устройства позволяют человеку видеть и слышать цифровые объекты (Рис. 2). В ближайшем будущем, ожидается появление перчаток с обратной связью, позволяющих человеку осязать цифровые объекты (Рис. 3).

Рисунок а

Рисунок б

Рисунок в

Рисунок 2. Устройства для VR и AR: очки с наушниками (а), контроллеры (б), смартфоны и планшеты (в)

Рисунок 3. Прототип перчаток с обратной связью

Программы создаются, как правило, на тех же платформах, на которых разрабатывают компьютерные игры (Unity , Unreal Engine , и т.д.), с помощью различных инструментов для разработки программ виртуальной и дополненной реальности (Steam VR , Google VR , Oculus , Windows Mixed Reality , Google ARCore , Apple ARkit , Google Tango , Vuforia и т.д.).

Прототипы устройств и первые использования терминов VR и AR существовали еще в середине 20 века, но современная терминология была сформирована в начале 90-х годов. Для VR в работе Джарона Ланье (Jaron Lanier) , для AR в работе авторов Коделла, Томаса и Мизелла (Caudell, Thomas P., and David W. Mizell) .

Вследствие бурного развития технологий, терминология постоянно изменяется. Однако, понятие реально-виртуального континуума (reality-virtuality continuum), предложенное в работе Милгрэма, Поула и др. (Milgram, Paul, et al.) остается актуальным и по сей день и является основополагающим для последующих. На рисунке 4 показана иллюстрация для определения понятия реально-виртуального континуума.

Рисунок 4. Реально-виртуальный континуум.

Все технологии, связанные с расширением реальности посредством цифровых объектов (возможно, что и не только цифровых), располагаются между двумя полярными вариантами возможных реальностей: реальностью (reality), в которой мы с вами живем, и виртуальной реальностью (virtual reality, VR). Реальность – это абсолютное отсутствие дополнительных объектов в физическом пространстве, т.е. само физическое пространство. Виртуальная реальность – это абсолютное отсутствие реальных объектов. Множество этих технологий называется смешанной реальностью (mixed reality, MR). На практике оно часто разбивается на подмножества. Двумя классическими подмножествами являются дополненная реальность (augmented reality, AR) и дополненная виртуальность (augmented virtuality, AV). В первом случае подразумеваются технологии, дополняющие реальность различными объектами, во втором, дополняющие виртуальную реальность реальными объектами.

В качестве примера можно привести технологию, которая погружает вас в Древний Рим. Если эта технология дополняет окружающее вас пространство различными объектами из той эпохи (мечи, доспехи, глиняные кувшины, храмы, арены), то это будет считаться AR технологией, если же вас переносят в древний город, с его архитектурой, людьми, погодой, событиями, и т.д., но, к примеру, лица этих людей будут транслироваться из окружающего мира, то это технология дополненной виртуальности (далее – AV). На сегодняшнем уровне развития, технология AV практически не используется, но в будущем она может стать гораздо более впечатляющей, чем AR и VR.

Говоря о прогнозах развития технологии, часто предполагается смещение существования человека в пространство смешанной реальности (MR), что уже наблюдается вследствие развития интернета и мобильных устройств. В рамках виртуально-реального континуума мобильные устройства можно считать технологией дополненной реальности AR, так как они дополняют окружающий мир дополнительной визуальной, звуковой и отчасти тактильной информацией. В короткометражном фильме антиутопии режиссер Кейши Матсуда (Keiichi Matsuda) , показывает результат такого движения, который автор называет чрезмерной или сверх-реальностью (hyper reality). Сможет ли человек в том виде, в котором он есть сейчас существовать в подобном мире? Это остается вопросом.

Имеющийся опыт применения в образовании

В последнее десятилетие, благодаря уменьшению стоимости устройств, технологии стали более доступны широкому кругу пользователей. Что, в свою очередь, привело к росту числа программ (приложений) по различным тематикам. Для VR это в основном игры от 1 лица в жанре шутер или записи камер 360 градусов (прыжки парашютистов, достопримечательности, дикая природа, подводный мир, динозавры и т.д.), для AR приложения для изменения лиц пользователей, измерения расстояний объектов реального мира, различные головоломки, а также обучающие программы (в основном, по анатомии и астрономии).

Если говорить о применении в образовании, то для виртуальной реальности это изучение природы , проведение лабораторных работ по физике , изучение динозавров , путешествие по планетам , астрономии и многое другое. Для AR это изучение анатомии , химии , астрономии .

Технологии VR и AR часто упоминаются в программах иммерсивного обучения (immersive education) . Такие программы включают в себя использование современных информационных технологий в процессе обучения, который проходит внутри различных виртуальных миров и симуляций, причем часто в игровой форме. Такой вид обучения способствует повышению вовлеченности, коммуникаций между обучаемыми и интереса к предмету.

В рамках академических исследований, на тему влияния технологий дополненной реальности на процесс обучения, было проведено десятки работ (наиболее полный обзор представлен в одной из указанных в списке источников работе – ). В обзоре отмечено улучшение успеваемости обучаемых, понимания материала, повышение уровня мотивации. Также растет степень вовлеченности в процесс обучения и интереса к изучению предмета, повышается уровень коммуникации между студентами.

Основные проблемы, с которыми сталкивались преподаватели – это дополнительное время, затраченное на скачивание приложений, обучение работе с ними обучаемых, плохая работа геолокации, иногда низкое качество отклика моделей, трудности у студентов с работой в формате AR. В целом, все проблемы связаны с недостатком опыта в работе с AR и пока еще несовершенством технологии. В дальнейшем, с развитием технологии, эти проблемы будут устранены.

Идеи для применения

В данном разделе представлены лишь некоторые идеи того, как могут быть использованы возможности технологий AR и VR в сфере образования.

a) виртуальная реальность (VR)

Возможность этой технологии погружать человека в виртуальный мир определяет основное направление для ее развития в образовании. Все то, что не может быть создано в реальном мире по техническим, экономическим или физическим причинам, может быть создано в мире виртуальном. Возможность побывать там, где в реальности побывать трудно или невозможно. Увидеть электрические и магнитные поля, доисторических животных, подводные миры, древние страны, планеты и астероиды. Также эта технология может открывать некоторые вещи по-новому, к примеру, живопись, есть приложение, которое погружает вас в картину Ван Гога «Ночное Кафе» . Такие приложения могут по-новому открыть живопись в веке кино и компьютерных игр.

В физике, эта технология может позволить проводить лабораторные работы в современных лабораториях. К примеру, почему бы не смоделировать наиболее известные исследовательские проекты последних лет: большой андронный коллайдер или детектор гравитационных волн и провести в них лабораторные работы? Это позволит заинтересовать обучаемых, показывая им современное состояние науки, а не то, при котором учились еще их деды и прадеды (что конечно, тоже имеет значение).

При изучении иностранных языков, большой прогресс в обучении достигается при живом общении с носителем. Но если такого человека найти трудно или трудно технически доставить его в аудиторию. Виртуальная реальность уже сейчас позволяет попадать в пространства, где можно не только общаться, но и взаимодействовать с другими пользователями . Например, можно перенести группу, изучающих японский язык в России, и группу, изучающих русский язык в Японии, в одно пространство, где они могли бы общаться, выполнять задания. А на следующее занятие, например, с группой из Испании. Такой интерактивный формат будет интересен обучаемым в любом возрасте. Проводить же такие встречи вживую или даже с использованием видеоконференций связи было бы не так эффективно, но более трудоемко и затратно.

В изучении истории, обучаемые могут ознакомиться с трехмерными экспонатами музеев мира. А также с воссозданными городами, битвами или другими историческими событиями. Например, можно не только воссоздать Бородинскую битву, но и позволить обучаемым в ней поучаствовать и принимать свои собственные, а также коллективные решения. Таким образом, это будет новым шагом развития после создания Бородинской панорамы в Москве.

В области географии современное развитие камер 360 градусов, позволяют пользователям снимать трехмерные панорамы и видео. Многие исследователи, путешественники и просто туристы снимают множество материала и выкладывают его в открытый доступ. Это видео про горы, океаны, полеты, вулканы, полюса. Использование такого материала на занятиях, позволит обучаемым увидеть далекие уголки нашей планеты и поддержать их интерес к путешествиям.

В биологии технология открывает возможность масштабироваться до размера органов, клетки или даже молекулы ДНК . Интерактивные возможности позволяют не только увидеть статическую картину, но и посмотреть, к примеру, процесс репликации ДНК.

В области химии приложения позволяют проводить опасные или дорогостоящие опыты . Изучать строения атомов и молекул. Наблюдать за химическими превращениями в динамике.

В области литературы можно, например, визуализировать наиболее яркие моменты художественных произведений. Интересным видится совмещение материала и события. Например, побывать на экзамене в Царскосельском лицее и увидеть, как Пушкин читает «Воспоминания в Царском Селе». Конечно, голоса поэта и главное той энергии уже не воссоздать, но такой формат позволит обучаемым почувствовать ту атмосферу, которая царила в то время.

b) дополненная реальность (AR)

Визуализация алгебраических поверхностей, как второго, так и более высоких порядков. На рис. 5 показаны алгебраические поверхности 2 порядка при их отображении с помощью технологии AR. Обучаемый получит возможность качественно изучить поверхность как реальный объект перед собой, а не на экране компьютера и, тем более, книги, а также изменять параметры в реальном времени и видеть результат. Все это должно способствовать лучшему пониманию структуры уравнений (интерактивное изменение параметров) и трехмерной формы поверхностей.

Рис. 4. Алгебраические поверхности 2 порядка

Аналогичные визуализации можно создавать для поверхностей более высокого порядка (рис. 5).

Рис. 5. Алгебраические поверхности порядка больше 2: (a) Диагональная кубическая поверхность Клебша, (б) Лента Мебиуса, (в) Бутылка Клейна

Основным направлением для применения в физике является визуализация уравнений математической физики. При этом показывается решение в виде физического процесса. Обучаемый сможет динамически изменять параметры уравнения и видеть влияние этого изменения на результат.

Интересным видится визуализация фазовых диаграмм, в частности pvt-диаграммы (фазовой диаграммы) воды (рис. 6). На диаграмме возможно отображение физических процессов: изобарного, изохорного, изотермического, адиабатного и политропных процессов. Студент будет видеть полную картину процесса, а не проекции на определенные плоскости, интерактивно менять точки начала и окончания процесса, видеть дополнительную информацию о процессе (выделяемая/поглощаемая энергия, параметры в начале и конце).

Рис. 6. Фазовая диаграмма воды

В химии отображение атомных орбиталей (рис. 7) поможет лучше понять и запомнить их строение. Визуализация строения молекул (рис. 8), позволяет увидеть различные химические связи в пространстве.

Рис. 7. Фазовая диаграмма воды

Рис. 8. Молекула кофеина

В машиностроении визуализация моделей оборудования с возможностью воспроизведения анимации, показывающей принцип их работы. Для насосов и турбин можно размещать рядом фазовую диаграмму среды с нанесенным на ней физическим процессом. На рис. 9 показан снимок из AR приложения, где показана АЭС с реактором ВВЭР мощностью 1200 МВт. В приложении отображаются основные конструкции, оборудование и анимируется движение среды.

Рис. 9. AR приложение с АЭС ВВЭР 1200

Выводы

Сегодня в реальности массового общего образования представить себе использование технологий дополненной и виртуальной реальности достаточно тяжело. И дело не в финансовой составляющей – мы знаем успешный пример амбициозного проекта «Московская электронная школа», в рамках которого подобные технологии используются в некотором объеме. По нашему мнению, основные трудности связана с:

Жесткостью программы, которую необходимо успешно усвоить ученикам в рамках общего образования. Несмотря на то, что технологии виртуальной и дополненной реальности имеют большой потенциал для повышения успеваемости обучаемых, они же могут существенно отвлекать. Примеры использования технологии говорят об увеличении вовлеченности и повышении интереса к процессу обучения. Некоторые исследователи делают вывод, что эти факторы ведут к повышению успеваемости обучаемых. Однако, в случае излишнего увлечения формой в ущерб содержанию эффект может быть обратным.
Использование подобных технологий, вероятно, может давать большой эффект, но использование в рамках стандартного школьного урока в 45 минут будет приводить к существенному нарушению программы, так как временные затраты на работу с материалом с использованием данных технологий так или иначе будут изменять план учебных занятий.
Внедрение подобных технологий связано с несколькими трудностями, которые носят финансовый характер: дороговизна оборудования, отсутствие большого числа качественных приложений и, соответственно, необходимость их разработки, небольшой опыт пользования данной технологией у преподавателей, которых необходимо дополнительно обучить.
Скромное количество и разнообразие существующих приложений с использованием технологий AR и VR, особенно специально созданных для образования, является еще одним «тормозом». Для того, чтобы изменить ситуацию, безусловно, необходима государственная поддержка таких проектов, государственный заказ. Создание даже небольшого приложения виртуальной реальности, к примеру, в области истории, требует работы множества специалистов: историков, художников, программистов, культурологов и др. Подобные ресурсы возможно найти или при наличие серьезных ресурсов и запроса со стороны государства или крупного бизнеса, либо в случае, когда интересы различных сторон пересекаются.

Какие есть способы преодолеть эти трудности? Основной наш тезис заключается в том, что в настоящий момент использование технологий дополненной и виртуальной реальности наиболее адекватно в области дополнительного образования, которое может служить проводником новых идей, не столь жестко структурировано, как общее образование.

Проиллюстрируем как дополнительное образование может преодолевать трудности, пройдясь по указанным выше пунктам потенциальных проблем внедрения технологий.

Дополнительное образование имеет гораздо гибкую по сравнению с общим образованием систему устройства. Программы различных уровней, различная продолжительность занятий, привлечение педагогов из профильных организаций на частичную занятость. Возможности сотрудничества с профильными промышленными предприятиями, вузами позволяет привлечь компетентных специалистов, а также потенциально дает возможность найти способы решения вопросов по необходимому оборудованию. Особенно интересен вариант сотрудничества с другими организациями, например, музеями, которые могут быть заинтересованы в подобных технологиях. Уже сейчас существуют экскурсии и специально созданные экспозиции, где активно используются возможности AR и VR. Так почему не создавать и использовать высокотехнологичный продукт для совместного использования? Ведь они могут быть включены как элементы программ по многим направлениям дополнительного образования.

— технологии, погружающей пользователя в совершенно новый, сгенерированный компьютером мир. Но что, если виртуальное пространство будет не замещать собой реальный мир, а органично с ним сочетаться? В этом случае мы получим дополненную реальность .

Таким образом, дополненная реальность (augmented reality, AR) — это система, совмещающая в себе реальные и виртуальные объекты. Как и в случае с виртуальной, для дополненной реальности необходимы специальные устройства, выступающие в роли проводников в мир AR.

Существует множество классификаций приложений AR, в том числе по типу входных (движения, геолокация, голос) и выходных (изображение, звук) данных, взаимодействия с информацией (генерация или изменение) и сфере применения (коммерция, образование, здравоохранение и др.) В этой записке мы рассмотрим дополненную реальность с точки зрения пользовательского опыта. Для этого мы разобьем весь спектр AR-приложений на два типа:

приложения, для которых достаточно иметь смартфон или планшет
приложения, для работы с которыми необходимо приобрести отдельное устройство (в большинстве случаев специальный шлем).

Это позволит нам разграничить целевую аудиторию и сферу применения различных AR-устройств и упростить понимание этого комплексного рынка.

Итак, приступим.

AR на базе смартфонов

Как уже говорилось, для дополненной реальности этого типа не нужно ничего, кроме смартфона. Таким образом, приложения дополненной реальности доступны большинству людей.

На этом рынке присутствуют два игрока-гиганта: Apple и Google. Их продукт — платформы для разработчиков AR-приложений. Наличие готового инструментария устраняет барьеры для входа на рынок, поэтому на данный момент приложений дополненной реальности для смартфонов очень много.

У такой ситуации есть и обратная сторона — дополненная реальность ограничена технологическими возможностями смартфонов, а значительная часть существующих приложений однообразна.

Ниже расскажем о становлении этой технологии и о том, как ее применяют в бизнесе.

Краткий экскурс в историю

Первым AR-приложением, ставшим массовым, принято считать игру Mozzies, вышедшую в 2003 году на телефоне Siemens SX1. В ней поверх изображения с камеры рисовались комары и прицел для охоты на них. Отслеживая перемещение камеры по двум осям, программа передвигала насекомых таким образом, что они казались неподвижными относительно определенной точки в пространстве.

Скриншот из игры Mozzies

За счет своей новизны игра обрела успех, однако в течение следующих 13 лет заметного развития AR-игр, если не считать клонов Mozzies для новых поколений смартфонов, не наблюдалось.

В июле 2016 года состоялся релиз Pokemon Go — игры, основанной на интеграции навигационных технологий с дополненной реальностью. Суть Pokemon Go проста: для выполнения различных заданий игрок должен перемещаться по реальным улицам и «ловить» виртуальных покемонов, проецируемых на повседневные пейзажи, с помощью объектива камеры.

Несмотря на примитивную механику и изобилие технических ошибок, спустя три месяца с момента выхода приложение, которые загрузили более 100 млн человек, принесло его создателям более $400 млн.

Любопытно, что со времен игры Mozzies технологии не совершили значительного скачка вперед с точки зрения дополненной реальности: модели покемонов были помещены в реальный мир, однако никак не могли с ним взаимодействовать.

Денис Поздняков, главный гейм-дизайнер Luden.io:

«Технически Pokemon Go не видела, где пол. Игра просто размещала где-то картинку покемона. Она не могла никак связать его с окружающей действительностью, не могла наложить красивую тень на пространство и не могла увидеть, где находится сам игрок.»

Тем не менее Pokemon Go удалось главное — привлечь к технологии внимание пользователей и разработчиков. Но для дальнейшего развития технологии также был необходим универсальный инструментарий для создания приложений дополненной реальности.

Роль Apple и Google в развитии технологии

Созданием универсального инструментария для приложений дополненной реальностью занялись два технологических гиганта. Так, Apple в июне 2017 года представи ARKit — инструмент для разработчиков, заточенный на создание AR-приложений. Одной из главных технических достижений ARKit является способность определять горизонтальные плоскости в кадре, что избавит виртуальные предметы от необходимости висеть в воздухе и сделает их более реалистичными. Помимо этого, движения пользователя измеряются в шести степенях свободы: вперед-назад, вверх-вниз, влево-вправо и повороты вокруг каждой из трех осей.

Google в этом направлении носят более узкую направленность и в основном связаны с навигацией в пространстве. В 2014 году компания представила Tango — смартфон, оборудованный инфракрасным дальномером, фишай-камерой и другими сенсорами. Tango заточен под построение 3D-карт помещений.

Проекты на основе Google Tango могут быть использованы для упрощения клиентской навигации как в супермаркете...

Дополненная реальность в супермаркете

Так и в музее:

Дополненная реальность в музее

Широкому распространению Tango на данный момент мешает то, что эту технологию поддерживает лишь несколько моделей смартфонов сторонних производителей.

Практическое применение

Помимо уже упомянутой навигации, основное применение дополненной реальности на носимых устройствах в бизнесе сводится к визуализации товаров. Дальше всех в этом направлении ушли виртуальные каталоги — например, приложение IKEA позволяет перед покупкой товара посмотреть, как он будет смотреться в интерьере вашей квартиры.

Каталог IKEA с дополненной реальностью

Собственные виртуальные каталоги также есть у Cimagie, Blippar, Hyundai и Lego.

Аналогичным образом стартап приложение Kabaq пытается решить вечную проблему ресторанной индустрии — неопределенность по поводу размера порции:

Меню с дополненной реальностью

Стартап FXMirror разработал умное зеркало, которое виртуально примеряет понравившуюся одежду и тем самым экономит клиентам время:

Умное зеркало

Наконец, всем известные маски из Snapchat или Instagram также представляют собой технологию дополненной реальности. Логичным развитием этого направления стало приложение Makeup Genius от L’Oreal, позволяющее бесплатно опробовать на себе различные косметические продукты компании.

AR на базе отдельных устройств

Другой класс AR — специализированные очки, зачастую заточенные под конкретные задачи. Цена данных устройств может доходить до нескольких тысяч долларов за штуку, поэтому они применяются, в основном, в бизнесе.

За долю рынка в этой нише конкурирует ряд производителей со схожими устройствами, из которых выделяется Microsoft. В то время как Apple и Google пытаются сделать AR доступным как можно большему числу людей, Microsoft фокусируется преимущественно на нуждах бизнеса.

В этом разделе мы подробно рассмотрим продукт Microsoft, а также сделаем обзор ближайших конкурентов этой компании.

Microsoft Hololens

В 2016 году компания выпустила Hololens — оснащенные множеством сенсоров очки, способные рисовать виртуальные объекты на полупрозрачном экране. С помощью Hololens можно, например, создавать прототипы грузовиков — в этом случае цикл моделирования сократится с 6 месяцев до 3 дней.

Учитывая, что такой подход не требует постоянно держать перед собой отдельное устройство, Microsoft, вероятно, ближе всех подошли к разработке голограммы в том смысле, в каком ее принято изображать в кинематографе.

Hololens обладает рядом недостатков. Цена устройства, в зависимости от конфигурации, составляет от 3 до 5 тысяч долларов, что делает его недоступным для массового пользователя. К тому же угол обзора составляет всего около 30 градусов (для сравнения, в родственной технологии виртуальной реальности компания Oculus Rift добилась угла обзора в 110 градусов).

Однако это не означает провал Hololens. Продукты Microsoft чрезвычайно популярны в бизнесе по всему миру, и их интеграция с Hololens может помочь компании продавать это дорогостоящее устройство. К примеру, Hololens уже поддерживает взаимодействие со Skype — окно видеочата можно закрепить в удобном месте в комнате, после чего передвижения пользователя не будут влиять на положение этого окна.

Кроме того, устройство Microsoft может оказаться чрезвычайно полезным в корпоративном обучении. Уже сейчас решения с использованием Hololens имеют такие организации, как Japan Airlines, NASA, Volvo, Autodesk, Trimble и другие.

Компания thyssenkrupp использует Hololens для обслуживания лифтов:

Ремонт лифтов с Hololens

Также Hololens применяется для наглядного обучения медицинских студентов:

Обучение с Hololens

Приложение Teonim предлагает обучиться игре на фортепиано, наблюдая за движениями виртуального пианиста-профессионала:

Игра на пианино с Hololens

Другие устройства

Очки Meta 2 производства компании Meta во многом схожи с Hololens, но имеют ряд существенных отличий. Основное заключается в том, что Meta 2 — это устройство ввода и вывода изображения, обрабатываемого на отдельном компьютере, в то время как Hololens содержит встроенный компьютер.

Это означает, что Meta 2 может обрабатывать более детализированную графику, но ограничивает пользователя проводом. С другой стороны, в пользу Meta 2 говорит более доступная цена ($950) и угол обзора в 90 градусов.

Возможности Meta 2

Другие устройства — в основном аналоги очков Google Glass, провалившихся в продаже. Список этих устройств включает, но не ограничивается, следующими моделями: CastAr, Vuzix, Epson Moverio, Atheer, Laforge, ODG, Daqri, Laster и Cyclists. Эти AR-решения имеют сравнительно узкую специализацию, подстроенную под нужды конкретных индустрий. Например, очки Daqri заточены под инструктаж технических специалистов:

Очки Daqri

Дальнейшее развитие технологии AR

Учитывая доступность многих AR-приложений на смартфонах, с данной технологией стоит ознакомиться не только любителям научной фантастики, но и вообще всем людям, заинтересованным в развитии своего бизнеса.

Например, большой потенциал для дополненной реальности видится в сфере продаж. Согласно недавнему исследованию Sales Management Association, 40% людей из сферы продаж используют планшеты в своей работе, а 90% организаций планируют инвестировать в них. Это открывает возможности для дальнейшей модернизации каналов продаж с помощью технологий дополненной реальности. Пионерами в этой области являются компании Augment и VividWorks.

Потенциал AR частично уже раскрыт в коммерции и производстве, а также в обучении и играх . Другие сферы, где может быть применена дополненная реальность, включают в себя логистику, медицину, строительство, рекламу, искусство, спорт и многое другое. При этом очень важно правильно выбрать направление AR, которое лучше всего подходит для вашего бизнеса.

Ветвь AR, основанная на использовании смартфонов, в некотором смысле является тупиковой, поскольку необходимость постоянно наводить камеру для взаимодействия с виртуальными объектами идет вразрез с идеей повседневного использования этой технологии. Тем не менее, способы визуализации товаров с помощью дополненной реальности до сих пор являются привлекательным маркетинговым ходом и могут быть использованы для повышения конверсии.

С другой стороны, очки AR также имеют ряд серьезных ограничений, в том числе высокую цену и небольшой угол обзора. Но эти технологии уже сейчас активно применяются бизнесом. К тому же Microsoft активно продвигает свою разработку Hololens.

Дополненная реальность AR. Это термин, который получает техническую элиту, но ее часто неправильно понимают и трудно определить. Несмотря на то, что в течение нескольких десятилетий он запутывается в мире бизнеса, он только сейчас начинает прыгать в мир потребителей.

Мощные очки повышенной реальности были восприняты как потенциальный игровой чейнджер для того, как мы живем. Но что такое AR, на самом деле, и почему это такое захватывающее модное слово? Почему Apple, Facebook, Google и остальные так сильно стремятся к будущему AR?

Дополненная реальность не совсем легко доступна, чтобы попробовать себя, поэтому она может чувствовать себя немного тупой. И даже когда вы его используете, технология и экосистемы, стоящие за ними, не являются хорошими или полезными для большинства людей.

Оставайтесь спокойно, друзья. Мы собрали ответы на некоторые из ваших горячих вопросов. Читай дальше.

Виртуальная реальность обещает погрузиться в симулированную реальность. VR доставит вас на место и попытается заставить вас поверить, что вы на самом деле там. Дополненная реальность почти противоположна. AR хочет держать вас в вашем мире, но он также хочет действовать как слой между вами и вашим миром.

Короче говоря, это технология, которая дополняет ваш мир, разбивая графики и изображения и видео поверх него. Первое устройство AR, родившееся в 1960-х годах и получившее название «Дамоклов меч» (серьезно), поставило эту идею в камень. В то время как само устройство было огромным и громоздким, оно накладывало географическую сетку поверх вашего зрения.

Итак, как именно добавленная реальность связана с смешанной реальностью? Они на самом деле довольно похожи друг на друга, настолько, что Microsoft будет настаивать на том, чтобы вы называли гарнитуру HoloLens устройством смешанной реальности, а не дополненной реальностью. По сути, смешанная реальность подобна странной взаимосвязи между виртуальной VR и AR дополненной реальностью.

Подумайте об этом так: Смешанная реальность - это когда виртуальные объекты могут взаимодействовать с реальными объектами в мире и наоборот. Представьте, что вы разместили виртуальную таблицу в своей комнате, и тогда вы можете обойти планшет. Или версия Pokemon Go, где покемон может уйти от пути случайных людей, идущих мимо. Это смешанная реальность.

Сама технология может принимать различные формы. Самая популярная форма сейчас - через наши смартфоны. Фильтры Snapchat могут превратить вас в симпатичную собаку или действовать как цифровой макияж. Он также может улучшить ваши фотографии и видео весело, например, растянуть лицо или поместить голову на тело танцующего эльфа.

Остальные две основные формы - гарнитуры и смарт-очки. Smartglasses, по-видимому, являются желательным форм-фактором для расширенной реальности, предоставляя нам легкие и простые в использовании устройства. Гарнитуры немного громоздкие, но их размер часто необходим для включения всех датчиков и технологий, необходимых для запуска.

Да, датчики. Для расширенной реальности нужно несколько функций. Ему нужна камера, потому что она должна уметь видеть и интерпретировать мир. Для этого нужны датчики движения, поэтому, когда вы перемещаете устройство, он понимает, где он находится по отношению к окружающему миру. Он нуждается в программном обеспечении, которое может собрать все эти вещи вместе, и, самое главное, ему нужен портативный процессор и аккумулятор, чтобы поддерживать работу и работать в то время, когда вы в пути.

Хорошо, давайте разберемся здесь. Да, дополненная реальность, как правило, включает в себя расслоение кучи графики против вашего взгляда, чтобы изменить то, как вы видите свой мир. Но, ну, не всегда.

Оказывается, расширенная реальность - более туманный термин, чем мы поняли. Бозе, например, работает над аудио-дополненной реальностью. Это почти так, как кажется. Вместо того, чтобы показывать вам слои поверх текущего мира, он просто рассказывает вам о том, что вы ищете.

Этот тип AR, очевидно, лучше для тех из нас, у кого есть слабое зрение, но он также служит опрятным стоп-залом, поскольку технология визуально дополненной реальности все еще имеет долгий путь, прежде чем она будет готова для потребителей. Визуализациям нужны сильные процессоры и большие батареи, не говоря уже о передовых технологиях проектирования.

Аудио не нуждается в такой работе. Он может просто смотреть в мир с помощью камеры, ощущения, где вы находитесь, а затем рассказать вам о том, что вы смотрите.

Отлично, это то, что AR - но для чего это? По сути, это вычислительная платформа. AR может полностью изменить способ взаимодействия с нашими компьютерами. В основном потому, что наши компьютеры не будут неподвижными, мы больше сидим перед ними, это будет весь мир.

Например, самый известный пример - если вы ходите по городу и чувствуете голод. Вам нужно немного средств к существованию, поэтому вы нажимаете свои умные очки и просите хороших ресторанов. Когда вы посмотрите на ресторан, его рейтинг Yelp может появиться. Вы можете погрузиться и получить некоторые отзывы и рекомендации, возможно, даже заглянуть в меню, прежде чем даже пойти на место. Все, не вынимая телефон.

Если вы хотите отправиться в другое место, а не в прямом смысле, AR может выстроить улицы по направлениям, показывая вам, куда идти и сколько времени займет путешествие. Он может даже синхронизироваться с системами города и отображать, когда можно пройти через этот переход.

Когда вы попадаете в ресторан и заказываете что-то, вы можете посмотреть на предмет и рассказать свою пищевую информацию для себя в своем взгляде. Возможно, это может даже сказать вам, будет ли это вписываться в ваш рацион или сколько минут работы вам нужно сделать, прежде чем вы сможете подобрать этот пирог пекана в свой день.

AR не только для объектов. Он также может использоваться для улучшения взаимодействия с людьми, поскольку Стэнфорд работает над своей системой BodyNet. Вы могли бы просто взглянуть на кого-то, и благодаря носящим датчикам, которые они носят, посмотрите, не лгут ли они вам, неудобно с вами или рад вас видеть. Это поможет уменьшить неловкие даты, расстроить супругов и сказать неправильные вещи. Кроме того, вы знаете, идентифицируя своего второго кузена на свадьбе, прежде чем вы смутитесь.

Другие виды использования включают общую работу и игру. Генеральный директор Magic Leap Рори Абовиц говорил о возможности наблюдать за играми НБА в середине эфира - нет необходимости в телевидении. Вы могли бы даже превратить свою гостиную в игровое помещение, играть в виртуальные настольные игры или просто стрелять из странных маленьких уток, не имея необходимости ничего устанавливать. Кроме того, это модная новая тенденция. Не застрял в прошлом сезоне.

Одна техническая вещь, которую вам нужно знать о визуальном AR: не все системы созданы одинаково. См., Есть два основных метода создания дополняемых реализаций гарнитур и очков.

Помните Google Glass? Как это было в основном рама с крошечным кусочком стекла в углу? Стекло проецировало его дисплей на этот крошечный кусок стекла. AR в этом случае фиксируется в этом положении. Он не может приспособиться к вашему видению или что-то в этом роде. Мы видели, что другие очки, такие как Everysight Razor, применяют аналогичные подходы к AR.

Проекционное AR также может быть сопоставлено с датчиками и использоваться для публичных демонстраций AR. Лучшим примером этого является песочница UC Davis AR. Он проецирует карту на коробку с песком, а регулировка песка регулирует проекцию.Общественное AR еще не было слишком горячей темой, но, вероятно, некоторые волны будут иметь место, когда компании смогут найти способы слияния физического взаимодействия с методами отображения.

Другой метод основан на технологии, называемой световым полем. Это проектирует изображения AR прямо в ваши глаза, и его цель состоит в том, чтобы легко смешивать изображения AR с тем, как вы видите реальный мир. Вы можете быть знакомы с камерами с легким полем, которые фиксируют количество света в любой данной сцене, позволяя вам изменять фокус после факта. Технология светового поля для AR аналогична, поскольку позволяет естественным образом сосредоточиться на этих изображениях AR, как если бы они были на самом деле в мире. Это то, что Avegant и Magic Leap основали технологию AR.

Эффект - это в основном тонкая нормализация графики AR. Это заставляет чувствовать, что это реально, а не проектор на стекле на пару очков.

Расширенная реальность: устройства - теперь и в будущем
Итак, теперь вы знаете, что такое дополненная реальность, но как вы можете ее использовать? Или как вы будете использовать его в будущем? Ну, теперь есть несколько устройств, которые позволят вам использовать AR. Большинство из них направлены на бизнес и работу, но потребительский материал не за горами (2020 год, похоже, год, на который указывают все).

Большой папа. Долгое время HoloLens рассматривался как самое продвинутое устройство дополненной реальности. Это преимущество немного поскользнулось, так как жалобы на его узкое поле зрения на 35 градусов выросли. Есть также обещание гарниров для потребителей AR за углом. HoloLens видел применение компаниями и разработчиками, а также может работать в тех же приложениях, что и гарнитуры Windows Mixed Reality для совместной работы AR-VR.

$ 3000, Microsoft.com

Vuzix Blade AR

Спецификации Blade AR - лучшая попытка в обычных очках AR. Они выглядят хорошо, они поставляются с Alexa на борту и включают в себя такие функции, как пошаговая навигация, оповещения на основе местоположения и сообщения. Также есть 8-мегапиксельная камера с объемом памяти 4 ГБ для заполнения. Вы получите от 2 до 2,5 часов автономной работы. Они не полностью потребители (особенно эта цена), но они ужасно близки.

$ 1,800, vuzix.com

Эвергиус Раптор

Everysight заработал свой многолетний опыт, создав для военных устройств с улучшенной реальностью, и поставил их для создания пары очков AR для велосипедистов. Raptor использует свои встроенные смартфоны, чтобы дать вам указания и информацию о вашей поездке. Там также есть камера для вас, чтобы сделать кулачковые выстрелы в некоторых особенно интересных моментах. Тем не менее, это также бэкдор-продукт в более широкую, более общую AR-платформу.

$ 499, everysight.com

Серия ODG R

В основном, ориентированные на предприятия, трио ARG-смартфонов ODG почти одновременно. Есть R7, который дебютировал в 2015 году и имеет 720p объективы, 37 градусов поля зрения, распознавания голоса, Bluetooth, Wi-Fi и датчики движения. R8, который будет дебютировать позже в этом году, имеет 40-градусное поле зрения, позиционное отслеживание, дисплей 1080p и процессор Snapdragon 835. R9, отправляемый в ограниченных количествах, берет все это и ударяет поле зрения до 50 градусов.

$ 2750 (R7), $ 1,999 (R9), TBD (R8), osterhoutgroup.com

Хорошо, так что это скорее конкретное, нишевое использование, но оно все еще является дополненной реальностью. Lenovo сотрудничает с Disney, чтобы использовать гарнитуру Mirage AR вместе с игрушечным светом и вашим телефоном с приложением Jedi Challenges. Вы также получите маленький мяч, а затем, как только все будет хорошо, вы можете тренироваться с помощью своего светового меча, как будто вы сами Люк Скайуокер. Да прибудет с тобой сила.

AR не просто позволяет вам просматривать мир, но и давать вам объекты, с которыми вы можете взаимодействовать. Это то, что куб, хотя это также в большой степени о том, чтобы дать вам игру на основе AR, с которой вы можете поиграть. Хотя для этого требуется больше поддержки приложений, это дешево и весело, особенно если вы хотите, чтобы ваши дети подключились к этой расширенной жизни.

$ 14.99, merge.com

ARKit

Тим Кук очень взволнован по поводу дополненной реальности, поэтому взволнован тем, что компания продолжает строить свою экосистему AR до тех пор, пока не будут полностью подтверждены те слуховые очки AR. Apple уже некоторое время экспериментирует и патентовывает вещи, в том числе гарнитуры, в которые вы можете сложить свои телефоны.

Пока эта технология не готова, ARKit - это способ заставить разработчиков создавать AR-приложения и готовить экосистему. По нашему опыту, это уже самое высокое качество AR, которое мы видели до сих пор. Он даже недавно получил обновление с ARKit 1.5, позволяя вертикальное размещение объектов и группы AR.

Чтобы не отстать, Google также стремится создать AR-экосистему с ARCore. Google Glass, возможно, был эпическим провалом, но это не означает, что Google отказывается от дополненной реальности.Google интересуется смарт-классами AR, но он ждет, пока технология не станет достаточно зрелой, чтобы стать мейнстримом. Так почему бы не повесить назад и не создать экосистему приложений и разработчиков тем временем? Одна вещь, на которую следует обратить внимание: недавно компания Google приобрела компанию Lytro, специализирующуюся на технологии светового поля.

После нескольких лет секретности Magic Leap представила свой первый продукт: Magic Leap One, пару очков AR, которые подключаются к компьютеру с маленькими дисками и оснащены пультом дистанционного управления для управления всем этим. Мы знаем, что это похоже на решение «все-в-одном», которое заменяет ваш компьютер. Мы знаем, что у него будут приложения от подобных ILM и NBA. Мы знаем, что его контроллер имеет 6DoF. Мы знаем, что это будет стоить около 1000 долларов, и что он наступит в этом году. И, ну, это все, что мы знаем. По большинству счетов (кроме Beyonce’s) Magic Leap One может быть устройством AR, которого мы так долго ждали.

Если есть герой, в котором нуждается мир AR, это танцевальная хот-собака Snapchat. Компания, пожалуй, самая популярная модель толкателя AR, и она окунула носок в пригодные для носки камеры с очками. Конечным толчком, однако, являются пара смарт-очков AR. У Snap есть и талант, и патенты, чтобы сделать это, нам просто нужно подождать и посмотреть.