Vad är augmented reality

Under de senaste åren har den snabba tillväxten i Augmented Reality och Virtual reality ökat. Dessa tekniker hjälper världen att förstå komplexa saker genom att göra visualiseringen enklare och effektivare. De gör det enkelt att visualisera objektet i tre dimensioner som inte bara skapar en virtuell bild av imaginära objekt utan också bygger 3D-bilder av riktiga objekt.

Det första experimentet med virtuell verklighet i mänskligheten utfördes av Sutherland 1968. Han gjorde en enorm mekaniskt monterad huvudskärm som var mycket tung och den kallades ”Damocles svärd”. Skissen för detsamma ges nedan.

Termen ”Augmented Reality” myntades av två Boeing-forskare 1992. De vill analysera flygplanens delar utan att ta isär dem.

Google har redan lanserat sin ARCore som hjälper till att skapa AR-innehåll på smartphones. Många smartphones stöder ARcore och du behöver bara ladda ner AR-appen och kan uppleva den utan andra krav. Du hittar listan över AR-stödda smartphones här.

Låt oss dyka in i AR och VR-världen genom att förstå dessa tekniker och skillnader mellan dem.

Vad är Augmented Reality och hur skiljer det sig från virtual reality?

Augmented Reality är den direkta eller indirekta livevisningen av den verkliga fysiska världen där datorgenererade objekt placeras med bildbehandling. Ordet "Augment" betyder att göra saker stora genom att lägga till andra saker. AR ger datorer till den verkliga världen och låter dig interagera med digitala objekt och information i din miljö.

I virtuell verklighet skapas en simulerad miljö där användaren placeras i upplevelsen. Så VR transporterar dig till en ny upplevelse och därför behöver du inte komma dit för att se en plats, du känner hur det är att vara där. Oculus Rift eller Google Cardboard är några exempel på VR.

Mixed reality är kombinationen av både AR och VR där du kan skapa en virtuell miljö och förstärka andra objekt i den.

Du kan se skillnaden mellan dessa tekniker bara genom att följa ovanstående bild och definitioner.

Den viktigaste skillnaden ligger i själva hårdvaran. För att uppleva VR behöver du något slags headset som kan drivas via en smartphone eller anslutas via en avancerad dator. Dessa headset kräver kraftdisplayer med låg latens så att vi kan observera den virtuella världen smidigt utan att tappa en enda ram. Medan AR-tekniken inte kräver något headset kan du bara använda en telefonkamera och hålla den mot specifika objekt för att uppleva headsetfri AR när som helst.

Förutom att använda en smartphone för AR, kan du använda fristående smarta glasögon som Microsoft Hololens. Hololens är ett högpresterande smart glas som har olika typer av sensorer och kameror inbäddade i det. Den är speciellt utformad för att uppleva AR.

Använd fall av Augmented Reality

Även om AR är ett ungt medium och det redan används i en mängd olika sektorer. I det här avsnittet tittar vi på några av de mest populära användningsfall av AR.

1. AR för shopping och detaljhandel: Denna sektor använder AR-teknik mycket omfattande. AR låter dig försöka titta på, kläder, smink, glasögon etc. Lenskart, en onlineplattform för att köpa glasögon använder AR för att ge dig en känsla av det verkliga utseendet. Möbler är också det bästa användningsfallet för AR. Du kan rikta kameran mot vilken del av ditt hus / kontor du vill köpa möbler för, den visar bästa möjliga sikt i 3D med exakta mått.

2. AR för företag: Professionella organisationer som också använder AR som möjliggör interaktion med produkter och tjänster. Återförsäljare kan ge kunderna nya sätt att interagera med produkter, och annonsörer kan nå konsumenter med uppslukande kampanjer. Lager kan bygga användbara navigationer och instruktioner för arbetare. Arkitektföretag kan visa design i 3D-utrymme.

3. AR för sociala medier: Många sociala medieplattformar som Snapchat, Facebook använder AR för att sätta olika typer av filter. AR manipulerar dina ansikten digitalt och gör dina foton mer intressanta och roliga.

4. AR i spel: 2016 blir Pokemon Go det första virala AR-spelet. Det var så intressant och riktigt att People blev beroende av det här spelet. Nu använder många spelföretag AR för att göra karaktärerna mer engagerande och interaktiva med användaren.

5. AR i utbildning: Att lära komplexa ämnen med hjälp av AR är en av dess förmågor. Google lanserade en AR-applikation för utbildning med namnet Expeditions AR, som är utformad för att hjälpa lärare att visa elever med hjälp av AR-bilder. En AR-visuell beskrivning nedan som visar hur vulkanutbrott äger rum.

6. AR för sjukvård: AR används på sjukhus för att hjälpa läkare och sjuksköterskor att planera och genomföra operationer. Interaktiva 3D-bilder som i AR erbjuder mycket mer för dessa läkare jämfört med 2-D. Därför kan AR vägleda kirurger genom komplexa operationer ett steg i taget och det kan ersätta traditionella sjökort i framtiden.

7. AR för ideella organisationer: AR kan användas av ideella organisationer för att uppmuntra djupare engagemang kring kritiska frågor och hjälpa till att bygga varumärkesidentitet. Till exempel vill en organisation sprida medvetenheten om global uppvärmning, då kan de ge en presentation om dess effekter med hjälp av AR interaktiva objekt för att utbilda människor.

Hårdvarukrav för förstärkt verklighet

Basen för vilken teknik som helst börjar med sin hårdvara. Som beskrivits ovan kan vi uppleva AR på smarttelefonen eller fristående smarta glasögon. Dessa enheter innehåller många olika sensorer genom vilka användarens omgivande miljö kan spåras.

Sensorer som accelerometer, gyroskop, magnetometer, kamera, ljusdetektering etc. spelar en mycket viktig roll i AR. Låt oss se vikten och rollerna för dessa sensorer i AR.

Rörelsespårningssensorer i förstärkt verklighet

Accelerometer: Denna sensor mäter acceleration som kan vara statisk som Gravity eller den kan vara dynamisk som vibrationer. Med andra ord mäter den hastighetsförändringen per tidsenhet. Denna sensor hjälper AR-enheten att spåra förändringen i rörelse.
Gyroskop: Gyroskop mäter enhetens vinkelhastighet eller orientering / lutning. Så när du lutar din AR-enhet, mäter den lutningen och matar den till ARCore så att AR-objekten svarar därefter.
Kamera: Det ger live-flöde från användarens omgivande miljö där AR-objekt kan läggas över. Bortsett från själva kameran använder ARcore andra tekniker som maskininlärning, komplex bildbehandling för att producera högkvalitativa bilder och kartläggning med AR.

Låt oss förstå rörelsespårning i detalj.

Rörelsespårning i förstärkt verklighet

AR-plattformar ska känna av användarens rörelse. För detta använder dessa plattformar Simultan Localization and Mapping (SLAM) och Concurrent Odometry and Mapping (COM) teknologier. SLAM är den process genom vilken robotar och smartphones förstår och analyserar den omgivande världen och agerar därefter. Denna process använder djupgivare, kameror, accelerometrar, gyroskop och ljussensorer.

Samtidig vägmätning och kartläggning (COM) kanske låter komplex men i grund och botten hjälper den här tekniken smartphones att lokalisera sig i rymden i förhållande till världen runt den. Det fångar visuellt distinkta objektfunktioner i miljön som kallas funktionspunkter. Dessa funktionspunkter kan vara en ljusströmbrytare, bordskant etc. Alla visuella kontraster med hög kontrast bevaras som en funktionspunkt.

Positionsspårningssensorer i AR

Magnetometer: Denna sensor används för att mäta jordens magnetfält. Det ger AR-enheten en enkel orientering relaterad till jordens magnetfält. Denna sensor hjälper smarttelefonen att hitta en viss riktning, vilket gör att den kan rotera digitala kartor automatiskt beroende på din fysiska orientering. Den här enheten är nyckeln till platsbaserade AR-appar. Den vanligaste magnetsensorn är en Hall-sensor, med vilken vi tidigare har byggt en virtuell verklighetsmiljö med Arduino.
GPS: Det är ett globalt navigationssatellitsystem som tillhandahåller geolokalisering och tidsinformation till en GPS-mottagare, som i en smartphone. För ARCore-kompatibla smartphones hjälper den här enheten till att aktivera platsbaserade AR-appar.

Vad får AR att känna sig verkligt?

Det finns många verktyg och tekniker som används för att få AR att känna sig verklig och interaktiv.

1. Placering och placering av tillgångar: tillgångar är de AR-objekt som är synliga för ögonen. För att upprätthålla illusionen av verkligheten i AR måste digitala objekt bete sig på samma sätt som de verkliga. Dessa objekt måste hålla sig till en fast punkt i en viss miljö. Fast punkt kan vara något konkret som golv, bord, vägg etc. eller så kan det vara i luften. Det betyder under rörelsen att tillgångar inte ska hoppas slumpmässigt, de ska fixas på fördefinierade punkter.

2. Tillgångens storlek och storlek: AR-objekt måste kunna skalas. Om du till exempel ser en bil komma mot dig, börjar den från liten och blir större när den närmar sig. Om du ser en målning från sidan ser den också annorlunda ut när den ses framifrån. Så, AR-objekt beter sig också på samma sätt och ger känslan som riktiga objekt.

3. Ocklusion: Vad som händer när en bild eller ett objekt blockeras av en annan kallas ocklusion. Så när du rör din hand framför ögonen kommer du att vara orolig om du ser något medan dina ögon är blockerade av en hand. AR-objekt ska också följa samma regel, när ett AR-objekt gömmer annat AR-objekt, är det bara AR-objektet som är framför att vara synligt genom att ockludera det andra.

4. Belysning för ökad realism: När det sker en förändring av belysningen i omgivningen måste AR-objektet svara på denna förändring. Om dörren till exempel öppnas eller stängs bör AR-objektet ändra färg, skugga och utseende. Skuggan ska också röra sig i enlighet därmed för att AR ska kännas verklig.

Verktyg för att skapa förstärkt verklighet

Det finns några onlineplattformar och dedikerad programvara för att göra AR-innehåll. Eftersom Google har sin egen ARCore, ger de ett bra stöd för en nybörjare att göra AR. Annat än det, få andra AR-programvara förklaras kort nedan:

Poly är ett onlinebibliotek av Google där människor kan bläddra, dela och remixa 3D-tillgångar. En tillgång är en 3D-modell eller scen skapad med Tilt Brush, Blocks eller något 3D-program som producerar en fil som kan laddas upp till Poly. Många tillgångar licensieras under CC BY-licensen, vilket innebär att utvecklare kan använda dem gratis i sina appar så länge skaparen får kredit.

Tilt Brush låter dig måla i 3D-utrymme med virtuell verklighet. Släpp lös din kreativitet med tredimensionella penseldrag, stjärnor, ljus och till och med eld. Ditt rum är din duk. Din palett är din fantasi. Möjligheterna är oändliga.

Block hjälper till att skapa 3D-objekt i virtuell verklighet, oavsett din modellupplevelse. Med sex enkla verktyg kan du ge dina applikationer liv.

Unity är en plattformsspelmotor utvecklad av Unity Technologies, som främst används för att utveckla både tredimensionella och tvådimensionella videospel och simuleringar för datorer, konsoler och mobila enheter. Enhet har blivit en populär spelmotor för att skapa VR- och AR-innehåll.

Sceneform är ett 3D-ramverk, med en fysiskt baserad renderare, som är optimerad för mobil, och som gör det enkelt för Java-utvecklare att bygga förstärkt verklighet.

Viktiga termer som används i AR och VR

Ankare: Det är en användardefinierad intressepunkt som AR-objekt placeras på. Ankare skapas och uppdateras i förhållande till geometri (plan, punkter etc.)
Tillgång: Det hänvisar till en 3D-modell.
Designdokument: En guide för din AR-upplevelse som innehåller alla 3D-tillgångar, ljud och andra designidéer som ditt team kan implementera.
Miljöförståelse : Förstå den verkliga miljön genom att upptäcka funktionspunkter och plan och använda dem som referenspunkter för att kartlägga miljön. Kallas även kontextmedvetenhet.
Funktionspoäng: Dessa är visuellt distinkta funktioner i din miljö, som stolens kant, en ljusbrytare på en vägg, hörnet på en matta eller något annat som sannolikt kommer att förbli synligt och konsekvent placerat i din miljö.
Hit-test: Det används för att ta en (x, y) koordinater som motsvarar telefonens skärm (tillhandahålls av en kran eller vilken annan interaktion du vill att din app ska stödja) och projicera en stråle i kamerans syn på världen. Detta tillåter användare att välja eller på annat sätt interagera med objekt i miljön.
Nedsänkning: känslan av att digitala objekt hör hemma i den verkliga världen. Att bryta nedsänkning innebär att känslan av realism har brutits; i AR är detta vanligtvis genom att ett objekt beter sig på ett sätt som inte överensstämmer med våra förväntningar.
Inside-Out Tracking: När enheten har interna kameror och sensorer för att upptäcka rörelse och spårpositionering.
Outside-In Tracking: När enheten använder externa kameror eller sensorer för att upptäcka rörelse och spårpositionering.
Plane Finding: Den smarttelefonspecifika processen genom vilken ARCore bestämmer var horisontella och vertikala ytor är i din miljö och använder dessa ytor för att placera och orientera digitala objekt
Raycasting : Projicera en stråle för att uppskatta var AR-objektet ska placeras för att visas i den verkliga ytan på ett trovärdigt sätt; används under träfftestning.
User Experience (UX): Processen och underliggande ramverk för att förbättra användarflödet för att skapa produkter med hög användbarhet och tillgänglighet för slutanvändare.
Användargränssnitt (UI): det visuella i din app och allt som en användare interagerar med.