http://funreality.ru/
Дополненная реальность
Дополненная реальность – одна из многих технологий взаимодействия человека и компьютера. Ее специфика заключается в том, что она программным образом визуально совмещает два изначально независимых пространства: мир реальных объектов вокруг нас и виртуальный мир, воссозданный на компьютере. Новая виртуальная среда образуется путем наложения запрограммированных виртуальных объектов поверх видеосигнала с камеры, и становится интерактивной путем использования специальных маркеров.
Дополненная реальность уже много лет используется в медицине, в рекламной отрасли, в военных технологиях, в играх, для мониторинга объектов и в мобильных устройствах.
Основа технологии дополненной реальности – это система оптического трекинга. Это значит, что «глазами» системы становится камера, а «руками» - маркеры. Камера распознает маркеры в реальном мире, «переносит» их в виртуальную среду, накладывает один слой реальности на другой и таким образом создает мир дополненной реальности.
Существуют три основных направления в развитии этой технологии:
- Технология на базе маркеров
- «Безмаркерная» технология.
- «Пространственная» технология
«Безмаркерная» технология работает по особым алгоритмам распознавания, где на окружающий ландшафт, снятый камерой, накладывается виртуальная «сетка». На этой сетке программные алгоритмы находят некие опорные точки, по которым определяют точное место, к которому будет «привязана» виртуальная модель. Преимущество такой технологии в том, что объекты реального мира служат маркерами сами по себе и для них не нужно создавать специальных визуальных идентификаторов.
Технология на базе специальных маркеров, или меток, удобна тем, что они проще распознаются камерой и дают ей более жесткую привязку к месту для виртуальной модели. Такая технология гораздо надежнее «безмаркерной» и работает практически без сбоев.
Кроме маркерной и безмаркерной, существует технология дополненной реальности, основанная на пространственном расположении объекта. В ней используются данные GPS/ГЛОНАСС, гироскопа и компаса, встроенного в мобильный телефон. Место виртуального объекта определяется координатами в пространстве. Активация программы дополненной реальности происходит при совпадении координаты, заложенной в программе, с координатами пользователя.
Стараясь исключить технологические риски и обойти проблемные моменты, при разработке прототипа программного комплекса, мы остановили свой выбор на надежной и проверенной маркерной технологии дополненной реальности.
Так же, использование маркерной технологии имеет дополнительные преимущества в плане внедрения в методическую часть наглядных печатных материалов, используемых в общеобразовательных учреждениях при изучении конкретной темы и проведении практических работ по ней.
Для работы с технологией дополненной реальности обязательно необходимы следующие компоненты:
- Графическая станция. Это может быть мобильный телефон, ноутбук, персональный компьютер, графическая рабочая станция с профессиональной видеокартой. Одним словом, компьютер.
- Дисплей. Экран телефона, телевизор, монитор, моно или стерео дисплей, проекционный экран.
- Камера. Благодаря камере мы получаем «слепок» реального мира, на который специальное программное обеспечение накладывает виртуальные объекты.
- Метки, или маркеры.
- Программное обеспечение. Математические алгоритмы, которые позволяют камере увидеть и распознать метку (маркер) в окружающем пространстве, а затем определить, какая именно модель программно «привязана» к метке. И, наконец, «положить» эту модель на метку таким образом, чтобы виртуальный 2D или 3D объект повторял любое движение реальной метки.
Технология дополненной реальности это, в основе своей, программное обеспечение. То есть это специальные математические алгоритмы, которые связывают камеру, метки и компьютер в единую интерактивную систему.
Основная задача системы – определить трехмерное положение реальной метки по ее снимку, полученному с помощью камеры. Процесс распознавания происходит поэтапно. Сначала снимается изображение с камеры. Затем программа распознает пятна на каждом кадре видео в поисках заданного шаблона – рамки метки. Поскольку видео передается в формате 2D, то и найденная на кадре рамка метки определяется как 2D контур. Как только камера «находит» в окружающем пространстве рамку, ее следующая задача – определить, что именно изображено внутри рамки. Как только сделан последний шаг, задача системы – построить виртуальную 3D модель в двухмерной системе координат изображения камеры. И привязать ее к метке.
После этого, как бы мы ни передвигали метку в реальном пространстве, виртуальная 3D модель на ней будет точно следовать за движением метки.
К сожалению, маркерная технология, как и любая другая технология, имеет ряд возможных проблем в работе с метками. Бывает, что при движении метки объект может «соскочить» с нее или вовсе исчезнуть с экрана. Это означает, что камера просто перестала «видеть» метку. Есть пять основных причин для этого.
Первое, в чем может заключаться проблема, это освещение. Затемненная зона, слишком яркое направленное освещение, лампа дневного света, светочувствительность камеры, - все эти параметры напрямую влияют на уровень распознавания метки.
Вторая проблема – это расположение реальной метки в пространстве по отношению к камере. Поскольку камера должна четко и целиком видеть рамку метки, она не сможет распознать ее, если метка будет под наклоном или если область рамки будет закрыта, например, рукой. Еще одна причина – слишком быстрое перемещение метки из стороны в сторону. Большинство любительских камер просто не успевает отследить ее перемещения по частоте кадров в секунду и «теряет» метку вместе с моделью.
Если первые две сложности легко устранить, просто следуя инструкции по применению, то есть и третья, более серьезная проблема. Она связана с калибровкой камеры. Калибровка нужна, чтобы построить модель реальной камеры в компьютерном пространстве.
Для того чтобы добавить перспективу и глубину в 2D картинку, которая отображается с камеры на экран, нужно определить параметры перспективной проекции для камеры. Это можно сделать в домашних условиях, используя «шахматную доску» и специальное программное обеспечение.
Еще одна проблема, которая часто относится к web-камерам, - это низкое разрешение камеры. Любительская оптика, тем более встроенные камеры на ноутбуках, как правило, не обладают хорошими объективами с высоким разрешением. Поэтому они дают больше нелинейных искажений и проблем в работе с метками дополненной реальности. Например, если метка будет находиться слишком далеко от камеры или на границе ее видимости, то последняя ее просто «не увидит». Этот вопрос решается покупкой камеры с более высоким разрешением и ее последующей калибровкой.
И последняя проблема – это программное обеспечение. Некоторые алгоритмы распознавания могут иметь ошибки и давать погрешности во время распознавания рамки и «чтения» картинки метки. В этом случае модели могут отображаться некорректно (например, на метке с совой может появиться совсем другой объект) или вовсе исчезать с экрана.
Аппаратная часть, для реализации базовых функций технологии дополненной реальности должна решать 3 основных задачи: получать видеопоток хорошего качества, иметь возможность обработать данный видеопоток и дополнить слоем с виртуальными объектами и, конечно же, вывести обработанные данные на устройства вывода для восприятия конечным пользователем.
Демонстрационные версии
Образовательный комплекс "Увлекательная реальность"
PC версия для Windows
Данная версия предназначения для запуска на ПК под управлением операционной системы Windows.
Образовательный комплекс "Увлекательная реальность"
Мобильная версия для системы Android
Данная версия предназначения для самостоятельного изучения материалов учениками как в классах, так и дома, используя заранее подготовленные метки дополненной реальности (которыми могут являться даже иллюстрации со страниц школьных учебников). При просмотре этих меток через камеру мобильного устройства, на метках разворачиваются анимированные 3D-сцены и живые демонстрации. Использование мобильных устройств и дополненной реальности дает повышенный визуальный эффект и большую свободу действий при рассмотрении виртуальных объектов.
Учебник физики с дополненной реальностью
Мобильная версия для системы Android
Мобильное приложение для “оживления” страниц печатного учебника с помощью технологии дополненной реальности. В этой версии продукта маркерами дополненной реальности являются страницы школьного учебника, на которых, при просмотре через мобильное устройство, разворачиваются анимированные трехмерные сцены и “живые” демонстрации процессов и явлений по изучаемой теме.
Руководство пользователя с дополненной реальностью
Мобильная версия для системы Android
Мобильное приложение для наглядного обучения пользователя взаимодействию со сложными приборами или процессами. В нашем случае демонстрируется виртуальная инструкция по подготовке лазерного принтера к эксплуатации. Пользователь направляет камеру мобильного устройства на устройство и ему визуально показывается последовательность шагов, которую необходимо произвести для того, чтобы приступить к эксплуатации данного устройства. Данная технология также может быть применена для построения сложных систем подготовки специалистов к работе на сложном промышленном оборудовании.
Прилождение для виртуальной расстановки мебели в реальном помещении с дополненной реальностью
Мобильная версия для системы Android
Прототип мобильного приложения для виртуального подбора мебели в реальных помещениях. Пользователь помещает метку (каталог мебельной продукции) на место предолагаемого размещения предмета мебели, новодит на нее камеру мобильного устройства и получает возможность рассматривать интересный ему предмет в условиях реальной обстановки комнаты, в режиме реального времени. Интерфейс приложения позволяет пользователю взаимодействовать с виртуальным предметом, перемещаяя и повораыивая его. Есть возможность выбора цвета и модели мебели, а также можно сделать фотографию.
Полиграфия с дополненной реальностью (на примере автомобиоя Aston Martin)
Мобильная версия для системы Android
Пример мобильного приложения, позволяющего превратить печатную полиграфическую продукцию (визитки, календари, стикеры, билборды, каталоги и пр.) в полноценные 3D-презентации компании или продукта. В частности, это рекламное приложение автомобиля, привязанного к обложке рекламного буклета.
Презентация дополнительных услуг компании "Универсал"
Мобильная версия для системы Android
Мобильное приложение, позволяющее продемонстрировать технологию дополнгеной реальности и рассказать о дополнительных услугах, предлагаемых нашей компанией.
Мы предлагаем инновационные технологии которые позволят Вам: Перевести Ваши решения на новый уровень восприятия потребителем, дополнив их интерактивными виртуальными объектами, совмещенными с действительностью. Показать то, что нельзя продемонстрировать в реальном мире и объяснить на пальцах. Привлечь внимание широкого круга потенциальных клиентов, вызывать их интерес и продемонстрировать визуальные эффекты, которые оставят яркие впечатления от Вашего предложения. Взять на вооружение современные тренды в маркетинге, позволяющий привлечь целевую аудиторию.
Мы можем оживить Ваш продукт и показать его в деталях заказчику при помощи простого логотипа, буклета или визитки. Мы готовы разработать индивидуальный сценарий для Вашей презентации, снабдив её анимированными 3D-моделями, видео и аудио эффектами и удобной системой взаимодействия с пользователем. И главное - полет Вашей фантазии и потенциал используемых технологий безграничен.
- Виртуальные лаборатории и тренажеры, классы дополненной реальности и 3D-классы для группового и индивидуального обучения с возможностью удаленного проведения занятий и контроля уровня знаний.
- Мобильные приложения с дополненной реальностью под Android, iOS. Взаимодействие с пользователем и виртуальные анимированные сцены с «живыми» 3D-моделями.
- Эффектное представление крупных архитектурных и исторических объектов, достопримечательностей и территорий. Интерактивные 3D-здания, инфоматы с дополненной реальностью, визуальное представление информации, аудио-видео эффекты.
- Визитки, календари, стикеры, билборды, каталоги и другая рекламная и сувенирная продукция с дополненной реальностью. 3D-презентации вашей компании или продукта, с возможностью онлайн-заказа и покупки.
- Игры, 3D-инсталляции, промо-акции, рекламные и информационные стойки. Тематические, стилизованные и брендированные развлекательные приложения.
- Высокий уровень наглядности выставочных стендов и презентаций, WOW- эффект, формат представления с непосредственным участием пользователей, взаимодействие с объектами. Аудио-видео эффекты, глубокое погружение.
Комментариев нет:
Отправить комментарий