Meny

Hva er forstørret virkelighet - teknologi, eksempler og historie

  • Hoved
  • Annen
  • Hva er forstørret virkelighet - teknologi, eksempler og historie

what is augmented reality technology

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer

Denne omfattende veiledningen forklarer hva som er Augmented Reality og hvordan fungerer det. Lær også om teknologi, eksempler, historie og applikasjoner av AR:

Denne opplæringen starter med å forklare det grunnleggende om Augmented Reality (AR), inkludert hva det er og hvordan det fungerer. Vi vil da se på hovedapplikasjonene til AR, som eksternt samarbeid, helse, spill, utdanning og produksjon, med rike eksempler. Vi vil også dekke maskinvaren, appene, programvaren og enhetene som brukes i utvidet virkelighet.

Denne opplæringen vil også dvele ved utsiktene til markedet for utvidet virkelighet og problemene og utfordringene rundt de forskjellige emnene for utvidet virkelighet.

Augmented Reality Tutorial

Hva du vil lære:

Hva er forstørret virkelighet?

AR lar virtuelle objekter overlappes i virkelige miljøer i sanntid. Bildet nedenfor viser en mann som bruker IKEA AR-appen til å designe, forbedre og leve sitt drømmehus.

Mann som bruker IKEA AR App

(bilde kilde )

Augmented Reality Definition

Augmented Reality er definert som teknologien og metodene som tillater overlegg av virkelige objekter og miljøer med 3D-virtuelle objekter ved hjelp av en AR-enhet, og for å la det virtuelle samhandle med de virkelige objektene for å skape tiltenkte betydninger.

I motsetning til virtuell virkelighet som prøver å gjenskape og erstatte et helt virkelig miljø med et virtuelt, handler utvidet virkelighet om å berike et bilde av den virkelige verden med datorgenererte bilder og digital informasjon. Det søker å endre oppfatning ved å legge til video, infografikk, bilder, lyd og andre detaljer.

Inne i en enhet som skaper AR-innhold; virtuelle 3D-bilder er overlappet på virkelige objekter basert på deres geometriske forhold. Enheten må kunne beregne plasseringen og orienteringen av objekter som gjelder andre. Det kombinerte bildet projiseres på mobile skjermer, AR-briller osv.

På den andre siden er det enheter som brukes av brukeren for å tillate visning av AR-innhold av en bruker. I motsetning til virtual reality-hodesett som fullstendig fordyper brukere i simulerte verdener, gjør AR-briller ikke. Brillene tillater å legge til, legge over et virtuelt objekt på det virkelige objektet, for eksempel, plassering av AR-markører på maskiner for å merke reparasjonsområder.

En bruker som bruker AR-brillene, kan se det virkelige objektet eller miljøet rundt seg, men beriket med det virtuelle bildet.

Selv om den første søknaden var innen militær og fjernsyn siden begynnelsen av begrepet i 1990, brukes AR nå innen spill, utdanning og trening og andre felt. Det meste brukes som AR-apper som kan installeres på telefoner og datamaskiner. I dag er den forbedret med mobiltelefonteknologi som GPS, 3G og 4G, og fjernmåling.

Typer AR

Augmented reality er av fire typer: Markørfri, Markerbasert, Projeksjonsbasert og Superimposisjonsbasert AR. La oss se dem en etter en i detalj.

# 1) Markerbasert AR

En markør, som er et spesielt visuelt objekt som et spesielt tegn eller noe, og et kamera brukes til å initiere 3D-digitale animasjoner. Systemet vil beregne orienteringen og posisjonen til markedet for å posisjonere innholdet effektivt.

Markørbasert AR-eksempel: En markørbasert mobilbasert AR-møbler-app.

En markørbasert mobilbasert AR-innredningsapp

(bilde kilde )

# 2) Markørfri AR

Den brukes i hendelses-, forretnings- og navigasjonsapper, for eksempel, teknologien bruker stedsbasert informasjon for å bestemme hvilket innhold brukeren får eller finner i et bestemt område. Det kan bruke GPS, kompass, gyroskop og akselerometre slik det kan brukes på mobiltelefoner.

Eksemplet nedenfor viser at en markørfri AR ikke trenger noen fysiske markører for å plassere objekter i et virkelig rom:

Markørfri AR-eksempel

(bilde kilde )

# 3) Prosjektbasert AR

Denne typen bruker syntetisk lys projisert på de fysiske overflatene for å oppdage brukerens interaksjon med overflatene. Den brukes på hologrammer som i Star Wars og andre sci-fi-filmer.

Bildet nedenfor er et eksempel som viser sverdprojeksjon i AR-prosjektbasert AR-hodesett:

Prosjektbasert AR

(bilde kilde )

# 4) Overlagsbasert AR

I dette tilfellet erstattes den originale varen med en forstørrelse, helt eller delvis. Eksemplet nedenfor lar brukere plassere et virtuelt møbelgjenstand over et rombilde med en skala i IKEA Catalog-appen.

IKEA er et eksempel på overlagringsbasert AR:

Eksempel på overlagringsbasert AR

Kort historie om AR

1968 : Ivan Sutherland og Bob Sproull skapte verdens første hodemonterte skjerm med primitiv datagrafikk.

Damokles sverd
Damokles sverd

(bilde kilde )

1975 : Videoplace, et AR-laboratorium, er opprettet av Myron Krueger. Oppdraget var å ha menneskelig bevegelsesinteraksjon med digitale ting. Denne teknologien ble senere brukt på projektorer, kameraer og silhuetter på skjermen.

Myron Krueger
Myron Krueger

(bilde kilde )

cloud computing-leverandører tilbyr sine tjenester som

1980: EyeTap, den første bærbare datamaskinen som ble vunnet foran øyet, utviklet av Steve Mann. EyeTap tok opp bilder og la andre på den. Det kan spilles av hodebevegelser.

Steve Mann
Steve Mann iført et Generation 4 Glass

(bilde kilde )

1987 : En prototype av en Heads-Up Display (HUD) ble utviklet av Douglas George og Robert Morris. Den viste astronomiske data over den virkelige himmelen.

Bil HUD
Bil HUD

1990 : Begrepet utvidet virkelighet ble laget av Thomas Caudell og David Mizell, forskere for Boeing-selskapet.

David Mizell
David Mizell

sql grunnleggende intervju spørsmål og svar pdf

Thomas Caudell
Thomas Caudell

(bilde kilde )

1992: Virtual Fixtures, et AR-system, ble utviklet av US Airforce's Louise Rosenberg.

Virtuelle inventar:
Virtuelle inventar

(bilde kilde )

1999: Frank Deigado og Mike Abernathy og deres forskerteam utviklet ny navigasjonsprogramvare som kunne generere rullebaner og gatedata fra en helikoptervideo.
2000: ARToolKit, en SDK med åpen kildekode, ble utviklet av en japansk forsker Hirokazu Kato. Den ble senere justert for å fungere med Adobe.
2004: Utendørs hjelmmontert AR-system presentert av Trimble Navigation.
2008: AR Reiseguide for Android-mobile enheter laget av Wikitude.
2013 til dags dato: Google Glass med Bluetooth Internett-tilkobling, Windows HoloLens - AR-briller med sensorer for å vise HD-hologrammer, Niantic’s Pokemon Go-spill for mobile enheter.

Smarte briller:
Smarte briller

(bilde kilde )

Hvordan fungerer AR - teknologi bak den

Først er generasjonen av bilder fra virkelige miljøer. For det andre er det å bruke teknologi som gjør det mulig å legge 3D-bilder over bildene av de virkelige objektene. Den tredje er bruk av teknologi for å tillate brukere å samhandle og engasjere seg i de simulerte miljøene.

AR kan vises på skjermer, briller, håndholdte enheter, mobiltelefoner og hodemonterte skjermer.

Les også = >> Beste AR-smarte briller

Som sådan har vi mobilbasert AR, hodemontert utstyr AR, smarte briller AR og nettbasert AR. Hodesett er mer oppslukende enn mobilbaserte og andre typer. Smarte briller er bærbare AR-enheter som gir førstepersonsvisninger, mens nettbaserte ikke krever nedlasting av noen app.

Konfigurasjoner av AR-briller:

konfigurasjoner av AR-briller

(bilde kilde )

Den bruker S.L.A.M. teknologi (Simultaneous Localization And Mapping), og dybdesporingsteknologi for å beregne avstanden til objektet ved hjelp av sensordata, i tillegg til andre teknologier.

Augmented Reality Technology

AR-teknologi tillater utvidelse i sanntid, og denne utvidelsen skjer innenfor miljøsammenheng. Animasjoner, bilder, videoer og 3D-modeller kan brukes, og brukere kan se objekter i naturlig og syntetisk lys.

Visuelt basert SLAM:

SLAM

(bilde kilde )

Samtidig lokalisering og kartlegging (SLAM) -teknologi er et sett med algoritmer som løser problemer med lokalisering og kartlegging samtidig.

SLAM bruker funksjonspoeng for å hjelpe brukerne til å forstå den fysiske verdenen. Teknologien lar apper forstå 3D-objekter og scener. Det tillater sporing av den fysiske verden umiddelbart. Det tillater også overlegg av digitale simuleringer.

SLAM bruker en mobil robot som for eksempel mobilenhetsteknologi for å oppdage omgivelsene og deretter lage et virtuelt kart; og spore posisjon, retning og sti på det kartet. Bortsett fra AR, er den ansatt på droner, luftfartøyer, ubemannede biler og robotrensere, for eksempel, den bruker kunstig intelligens og maskinlæring for å forstå steder.

Funksjonsdeteksjon og samsvar samsvarer med kameraer og sensorer som samler funksjonspunkter fra forskjellige synspunkter. Trianguleringsteknikken utleder deretter objektets tredimensjonale beliggenhet.

I AR hjelper SLAM med å spalte og blande det virtuelle objektet til et ekte objekt.

Anerkjennelsesbasert AR: Det er et kamera for å identifisere markører slik at et overlegg er mulig hvis det oppdages en markør. Enheten oppdager og beregner posisjonen og retningen til markøren og erstatter den virkelige verdensmarkøren med sin 3D-versjon. Deretter beregner den andres posisjon og orientering. Rotasjon av markøren roterer hele objektet.

Stedsbasert tilnærming. Her tsimuleringer eller visualiseringer genereres fra data samlet inn av GPS, digitale kompasser, akselerometre og hastighetsmålere. Det er veldig vanlig i smarttelefoner.

Dybdesporingsteknologi: Dybdekartsporingskameraer som Microsoft Kinect genererer et dybdekart i sanntid ved hjelp av forskjellige teknologier for å beregne sanntidsavstanden til objekter i sporingsområdet fra kameraet. Teknologiene isolerer et objekt fra det generelle dybdekartet og analyserer det.

Eksemplet nedenfor er håndsporing ved hjelp av dybdealgoritmer:

Dybdesporingsteknologi

(bilde kilde )

Sporingsteknologi for naturlige funksjoner: Den kan brukes til å spore stive gjenstander i en vedlikeholds- eller monteringsjobb. En sporingsalgoritme i flere trinn brukes til å estimere bevegelsen til et objekt mer nøyaktig. Markersporing brukes som et alternativ sammen med kalibreringsteknikker.

Overleggingen av virtuelle 3D-objekter og animasjoner på virkelige objekter er basert på deres geometriske forhold. Utvidede ansiktssporingskameraer er nå tilgjengelig på smarttelefoner som iPhone XR som har TrueDepth-kameraer for å gi bedre AR-opplevelser.

Enheter og komponenter i AR

Kinect AR-kamera:

Kinect AR-kamera

(bilde kilde )

Kameraer og sensorer: Dette inkluderer AR-kameraer eller andre kameraer, for eksempel, på smarttelefoner, ta 3D-bilder av virkelige objekter for å sende dem til behandling. Sensorer samler inn data om brukerens interaksjon med appen og virtuelle objekter og sender dem for behandling.

Behandlingsenheter: AR-smarttelefoner, datamaskiner og spesielle enheter bruker grafikk, GPUer, CPUer, flashminne, RAM, Bluetooth, WiFi, GPS osv. Til å behandle 3D-bilder og sensorsignaler. De kan måle hastighet, vinkel, retning, retning osv.

Projektor: AR-projeksjon innebærer å projisere genererte simuleringer på AR-headsetlinser eller andre overflater for visning. Dette benytter en miniatyrprojektor.

Her er en video: Første smarttelefon AR-projektor

Reflekser: Reflekser som speil brukes på AR-enheter for å hjelpe menneskers øyne til å se virtuelle bilder. En rekke små buede speil eller dobbeltsidige speil kan brukes til å reflektere lys til AR-kameraet og brukerens øye, for det meste for å rette inn bildet.

Mobilenheter: Moderne smarttelefoner er veldig anvendelige for AR fordi de inneholder integrert GPS, sensorer, kameraer, akselerometre, gyroskoper, digitale kompasser, skjermer og GPU / CPUer. Videre kan AR-apper installeres på mobile enheter for mobile AR-opplevelser.

Bildet nedenfor er et eksempel som viser AR på iPhone X:

AR på iPhone

(bilde kilde )

Head-Up Display eller HUD: En spesiell enhet som projiserer AR-data til en gjennomsiktig skjerm for visning. Den ble ansatt først i trening av militær, men nå brukes den i luftfart, bil, produksjon, sport, etc.

sql server intervju spørsmål for erfarne fagpersoner

AR-briller også kalt smarte briller: Smarte briller er for visning av varsler for eksempel, fra smarttelefoner. De inkluderer blant annet Google Glasses, Laforge AR briller og Laster See-Thru.

AR-kontaktlinser (eller smarte linser): Disse brukes for å være i kontakt med øyet. Produsenter som Sony jobber med linser med tilleggsfunksjoner som muligheten til å ta bilder eller lagre data.

AR-kontaktlinser brukes i øyekontakt:

AR kontaktlinser

(bilde kilde )

Virtuelle netthinneskjermer: De lager bilder ved å projisere laserlys inn i det menneskelige øye.

Her er en video: Virtual Retinal Display

Fordeler med AR

La oss se noen fordeler med AR for din bedrift eller organisasjon og hvordan du integrerer den:

  • Integrering eller adopsjon avhenger av brukssaken og applikasjonen. Det kan være lurt å bruke den for å overvåke vedlikehold og produksjonsarbeid, utføre virtuelle gjennomganger av eiendom, annonsere produkter, øke ekstern design osv.
  • I dag kan virtuelle innredningsrom bidra til å redusere kjøpsretur og forbedre kjøpsbeslutninger tatt av kjøpere.
  • Selgere kan produsere og publisere interessant AR-innhold og sette inn annonser i dem slik at folk kan bli kjent med produktene sine når de ser på innholdet. AR forbedrer engasjementet.
  • I produksjon hjelper AR-markører på bilder av produksjonsutstyr prosjektledere til å overvåke arbeidet eksternt. Det reduserer behovet for å bruke digitale kart og planter. For eksempel, en enhet eller maskin kan pekes på stedet for å avgjøre om den vil passe i posisjon.
  • Oppslukende virkelige simuleringer gir pedagogiske fordeler til elever. Simuleringer i spillbasert læring og trening kommer med psykologiske fordeler og øker empati blant elever, noe forskerne viser.
  • Medisinstudenter kan bruke AR- og VR-simuleringer for å prøve først og så mange operasjoner som mulig uten tunge budsjetter eller unødvendige skader på pasienter, alt sammen med nedsenking og nesten reelle opplevelser.

Bildet nedenfor viser hvordan AR brukes i medisinsk opplæring for kirurgisk praksis:

AR brukes i medisinsk trening for kirurgisk praksis.

(bilde kilde )

  • Ved hjelp av AR kan fremtidige astronauter prøve sitt første eller neste romoppdrag.
  • AR muliggjør virtuell turisme. AR-apper kan for eksempel gi veibeskrivelse til ønskelige destinasjoner, oversette skiltene på gaten og gi informasjon om sightseeing. EN godt eksempel er en GPS-navigasjonsapp. AR-innhold muliggjør produksjon av nye kulturopplevelser, for eksempel der ekstra virkelighet tilføres museer.
  • Det forventes utvidet virkelighet utvide til 150 milliarder dollar innen 2020 . Den utvider mer enn virtuell virkelighet med 120 milliarder dollar sammenlignet med 30 milliarder dollar. AR-aktiverte enheter forventes å nå 2,5 milliarder innen 2023.
  • Å utvikle egne merkevareapplikasjoner er en av de vanligste måtene bedriftene bruker for å engasjere seg i AR-teknologi. Bedrifter kan fortsatt plassere annonser på AR-plattformer og innhold fra tredjeparter, kjøpe lisenser på utviklet programvare eller leie mellomrom for AR-innhold og publikum.
  • Utviklere kan bruke AR-utviklingsplattformer som ARKit og ARCore til å utvikle applikasjoner og integrere AR i forretningsapplikasjoner.

Augmented Reality Vs Virtual Reality Vs Mixed Reality

Augmented reality ligner på virtual reality og mixed reality der begge prøver å generere virtuelle 3D-simuleringer av virkelige objekter. Mixed reality blander virkelige og simulerte objekter.

Alle tilfellene ovenfor bruker sensorer og markører for å spore posisjonen til virtuelle og virkelige objekter. AR bruker sensorene og markørene for å oppdage posisjonen til objekter i den virkelige verden og deretter bestemme plasseringen av simulerte objekter. AR gjengir et bilde som skal projiseres til brukeren. I VR, som også bruker matematiske algoritmer, vil den simulerte verden reagere i henhold til brukerens hode- og øyebevegelser.

Imidlertid, mens VR isolerer brukeren fra den virkelige verden for å fordype dem helt i simulerte verdener, er AR delvis oppslukende.

=> Anbefalt lesing - AR mot VR: En sammenligning

Mixed reality kombinerer både AR og VR. Det involverer samspillet mellom både den virkelige verden og virtuelle objekter.

Augmented Reality-applikasjoner

applikasjonBeskrivelse / forklaring
Medisin / helsevesen AR kan hjelpe til med å trene helsepersonell eksternt, hjelpe til med å overvåke helsesituasjoner og til å diagnostisere pasienter.
Spill AR gir bedre spillopplevelser ettersom spillområdene flyttes fra virtuelle sfærer til å omfatte virkelige opplevelser der spillerne kan utføre virkelige aktiviteter for å spille.
Detaljhandel og reklame AR kan forbedre kundeopplevelsene ved å presentere kunder med 3D-modeller av produkter og hjelpe dem med å ta bedre valg ved å gi dem virtuelle gjennomganger av produkter som i en eiendom.
Den kan brukes til å lede kunder til virtuelle butikker og rom. Kunder kan legge 3D-elementene på plassene sine, for eksempel når de kjøper møbler for å velge de elementene som passer best for å matche plassene deres - angående størrelse, form, farge og type.
I reklame kan annonser inkluderes i AR-innhold for å hjelpe selskaper med å popularisere innholdet til seere.
Produksjon og vedlikehold I vedlikehold kan reparasjonsteknikere bli fjernstyrt av fagpersoner til å utføre reparasjoner og vedlikeholdsarbeider mens de er på bakken ved hjelp av AR-apper uten at fagpersonene reiser på stedet. Dette kan være nyttig steder der det er vanskelig å reise til stedet.
utdanning AR interaktive modeller brukes til trening og læring.
Militær AR hjelper med avansert navigering og hjelper deg med å merke objekter i sanntid.
Turisme AR, i tillegg til å plassere annonser på AR-innhold, kan brukes til navigering, for å gi data om destinasjoner, veibeskrivelser og sightseeing.

AR Eksempel i det virkelige liv

  • Elements 4D er en kjemielæringsapplikasjon som bruker AR for å gjøre kjemi morsommere og engasjerende. Med det lager studentene papirbiter fra elementblokkene og plasserer dem foran AR-kameraene på enhetene sine. De kan da se representasjoner av deres kjemiske elementer, navn og atomvekter. Studentene kan samle kubene for å se om de reagerer og for å se kjemiske reaksjoner.

Elementer 4D

(bilde kilde )

  • Google Expeditions, hvor Google bruker papp, lar allerede studenter fra hele verden gjøre virtuelle turer for historie-, religion- og geografistudier.
  • Human Anatomy Atlas lar studentene utforske over 10.000 3D menneskekroppsmodeller på syv språk, for å la elevene lære delene, hvordan de fungerer, og for å forbedre kunnskapene sine.
  • Touch Surgery simulerer kirurgisk praksis. I samarbeid med DAQRI, et AR-selskap, kan medisinske institusjoner se studentene praktisere kirurgi på virtuelle pasienter.
  • IKEA Mobile App er kjent innen gjennomgang og testing av eiendom og hjemmeprodukter. Andre apper inkluderer Nintendos Pokemon Go-app for spill.

Lær mer = >> Eksempler på applikasjoner for utvidet virkelighet

Utvikling og design for AR

AR-utviklingsplattformer er plattformer der du kan utvikle eller kode AR-apper. Eksempler inkluderer ZapWorks, ARToolKit, MAXST for Windows AR og smarttelefon AR, DAQRI, SmartReality, ARCore av Google, Windows Mixed Reality AR-plattform, Vuforia og ARKit av Apple. Noen tillater utvikling av apper for mobil, andre for P.C. og på forskjellige operativsystemer.

AR-utviklingsplattformer tillater utviklere å gi apper forskjellige funksjoner, for eksempel støtte for andre plattformer som Unity, 3D-sporing, tekstgjenkjenning, oppretting av 3D-kart, skylagring, støtte for enkelt- og 3D-kameraer, støtte for smarte briller,

Ulike plattformer tillater utvikling av markørbaserte og / eller stedsbaserte apper. Funksjoner du bør vurdere når du velger en plattform inkluderer kostnad, plattformstøtte, bildegjenkjenningsstøtte, 3D-anerkjennelse og sporing er en viktig funksjon, støtte for tredjepartsplattformer som Unity hvor brukere kan importere og eksportere AR-prosjekter og integrere med andre plattformer, sky eller lokal lagringsstøtte, GPS-støtte, SLAM-støtte, etc.

AR-appene utviklet med disse plattformene støtter et mylder av funksjoner og funksjoner. De kan tillate visning av innhold med en eller en rekke AR-briller som har forhåndslagde AR-objekter, støtte for refleksjonskartlegging der objekter har refleksjoner, sanntids bildesporing, 2D- og 3D-gjenkjenning,

Noen SDK- eller programvareutviklingssett tillater utvikling av apper ved å dra og slippe-metoden, mens andre krever kunnskap i koding.

Noen AR-apper lar brukerne utvikle seg fra bunnen av, laste opp og redigere eget AR-innhold.

Konklusjon

I denne utvidede virkeligheten lærte vi at teknologien tillater overlegg av virtuelle objekter i virkelige miljøer eller objekter. Den bruker en kombinasjon av teknologier, inkludert SLAM, dybdesporing og sporing av naturlige funksjoner, og gjenkjenning av objekter, blant andre.

Denne utvidede virkelighetsopplæringen ble opptatt av å introdusere AR, det grunnleggende om operasjonen, teknologien til AR og dens anvendelse. Vi vurderte til slutt den beste fremgangsmåten for de som er interessert i å integrere og utvikle for AR.

Anbefalt lesing

^