Què és la realitat augmentada

En els darrers anys, hi ha un ràpid creixement de la realitat augmentada i la realitat virtual. Aquestes tecnologies ajuden el món a entendre coses complexes fent que la visualització sigui més fàcil i eficaç. Faciliten la visualització de l’objecte en 3 dimensions que no només creen una imatge virtual d’objectes imaginaris, sinó que també creen imatges en 3D d’objectes reals.

Sutherland va fer el primer experiment de realitat virtual a la humanitat el 1968. Va fer una enorme pantalla de capçalera muntada mecànicament que era molt pesada i es va anomenar com "Espasa de Damocles". A continuació es mostra l'esbós del mateix.

El terme "realitat augmentada" va ser encunyat per dos investigadors de Boeing el 1992. Volen analitzar les parts de l'avió sense desmuntar-les.

Google ja ha llançat el seu ARCore, que ajuda a crear contingut de RA als telèfons intel·ligents. Molts telèfons intel·ligents admeten ARcore i només heu de descarregar l’aplicació AR i la podeu experimentar sense cap altre requisit. Aquí podeu trobar la llista de telèfons intel·ligents compatibles amb AR.

Aprofundim en el món de la realitat virtual i la realitat virtual comprenent aquestes tecnologies i les diferències entre elles.

Què és la realitat augmentada i en què es diferencia de la realitat virtual?

La realitat augmentada és la visió directa o indirecta del món físic real en què es col·loquen els objectes generats per ordinador mitjançant el processament d’imatges. La paraula "Augmentar" significa fer grans les coses afegint altres coses. La RA porta la informàtica al món real i us permet interactuar amb objectes i informació digitals del vostre entorn.

En realitat virtual, es crea un entorn simulat en què l'usuari es situa dins de l'experiència. Per tant, la realitat virtual et transporta a una nova experiència i, per tant, no cal que hi arribis per veure un lloc, sinó que sents com és estar-hi. Oculus Rift o Google Cardboard són alguns exemples de realitat virtual.

La realitat mixta és la combinació de RA i VR en què podeu crear un entorn virtual i augmentar-hi altres objectes.

Podeu veure la diferència entre aquestes tecnologies només observant la imatge i les definicions anteriors.

La diferència més important rau en el propi maquinari. Per experimentar la realitat virtual, necessiteu algun tipus d’auriculars que es puguin alimentar a través d’un telèfon intel·ligent o connectar-los a través d’un PC de gamma alta. Aquests auriculars requereixen pantalles d’alimentació amb baixa latència per poder observar el món virtual sense problemes sense deixar caure ni un sol marc. Tot i que la tecnologia de RA no requereix cap auricular, només podeu utilitzar una càmera del telèfon i mantenir-la cap a objectes especificats per experimentar una RA lliure d’auriculars en qualsevol moment.

A part d’utilitzar un telèfon intel·ligent per RA, podeu utilitzar ulleres intel·ligents independents com Microsoft Hololens. Hololens és un vidre intel·ligent d’alt rendiment que inclou diferents tipus de sensors i càmeres. Està especialment dissenyat per experimentar RA.

Utilitzeu casos de realitat augmentada

Tot i que l’AR és un mitjà jove i que ja s’utilitza en diversos sectors. En aquesta secció, analitzarem alguns dels casos d'ús més populars de RA.

1. RA per a compres i venda al detall: aquest sector utilitza molt àmpliament la tecnologia AR. AR us permet mirar, roba, maquillatge, ulleres, etc. Lenskart, una plataforma en línia per comprar ulleres, utilitza AR per donar-vos una idea de l’aspecte real. Els mobles també són el millor cas d’ús de RA. Podeu apuntar la càmera cap a qualsevol part de la vostra casa / oficina per a la qual vulgueu comprar mobles, mostrarà la millor vista possible en 3-D amb unes dimensions exactes.

2. RA per a empreses: organitzacions professionals que també utilitzen RA, que permet la interacció amb els productes i serveis. Els minoristes poden oferir als clients maneres noves d’interaccionar amb els productes i els anunciants poden arribar als consumidors amb campanyes immersives. Els magatzems poden construir navegacions i instruccions útils per als treballadors. Les empreses d’arquitectura poden mostrar dissenys en espai 3D.

3. AR per a xarxes socials: moltes plataformes de xarxes socials com Snapchat, Facebook utilitzen AR per posar diferents tipus de filtres. La RA manipula les vostres cares digitalment i fa que les vostres fotos siguin més interessants i divertides.

4. RA en els jocs: el 2016, Pokemon Go es converteix en el primer joc de RA viral. Va ser tan interessant i real que la gent es va tornar addicta a aquest joc. Ara, moltes empreses de jocs que utilitzen AR per fer que els personatges siguin més atractius i interactius amb l’usuari.

5. RA a l'educació: ensenyar temes complexos amb l'ajut de RA és una de les seves capacitats. Google va llançar una aplicació de RA per a educació anomenada Expeditions AR, que està dissenyada per ajudar els professors a mostrar als estudiants amb l'ajut de visuals de RA. A continuació, es mostra un vídeo AR que mostra com es produeix l’erupció del volcà.

6. RA per a l'assistència sanitària: la RA s'utilitza als hospitals per ajudar els metges i les infermeres a planificar i executar cirurgies. Les imatges tridimensionals interactives com a RA ofereixen molt més per a aquests metges en comparació amb la 2-D. Per tant, la RA pot guiar els cirurgians a través d’operacions complexes d’un pas a l’altre i en el futur podria substituir les cartes tradicionals.

7. RA per a organitzacions sense ànim de lucre: les organitzacions sense ànim de lucre poden utilitzar la RA per fomentar un compromís més profund sobre problemes crítics i ajudar a construir identitat de marca. Per exemple, una organització vol difondre la consciència sobre l'escalfament global i després pot fer una presentació sobre els seus impactes mitjançant objectes interactius de RA per educar la gent.

Requisits de maquinari per a la realitat augmentada

La base de qualsevol tecnologia comença amb el seu maquinari. Tal com es va descriure anteriorment, podem experimentar la RA al telèfon intel·ligent o a les ulleres intel·ligents autònomes. Aquests dispositius contenen molts sensors diferents a través dels quals es pot rastrejar l’entorn circumdant de l’usuari.

Sensors com l’acceleròmetre, el giroscopi, el magnetòmetre, la càmera, la detecció de llum, etc. juguen un paper molt important a la RA. Vegem la importància i el paper d’aquests sensors a RA.

Sensors de seguiment de moviment en realitat augmentada

1. Acceleròmetre: aquest sensor mesura l’acceleració que pot ser estàtica com la gravetat o pot ser dinàmica com les vibracions. En altres paraules, mesura el canvi de velocitat per unitat de temps. Aquest sensor ajuda el dispositiu AR a rastrejar el canvi de moviment.
2. Giroscopi: el giroscopi mesura la velocitat angular o l'orientació / inclinació del dispositiu. Per tant, quan inclineu el dispositiu AR, mesura la quantitat d’inclinació i l’alimenta a l’ARCore per fer que els objectes AR responguin en conseqüència.
3. Càmera: proporciona l’alimentació en viu de l’entorn circumdant de l’usuari sobre la qual es poden superposar objectes de RA. A part de la pròpia càmera, l'ARcore utilitza altres tecnologies com l'aprenentatge automàtic, el processament d'imatges complexes per produir imatges d'alta qualitat i el mapatge amb l'AR.

Anem a entendre el seguiment del moviment en detall.

Seguiment de moviment en realitat augmentada

Les plataformes de RA han de percebre el moviment de l'usuari. Per a això, aquestes plataformes utilitzen tecnologies de localització i assignació simultànies (SLAM) i d’odometria i mapatge simultànies (COM). SLAM és el procés mitjançant el qual els robots i els telèfons intel·ligents comprenen i analitzen el món circumdant i actuen en conseqüència. Aquest procés utilitza sensors de profunditat, càmeres, acceleròmetres, giroscopi i sensors de llum.

L’odometria i el mapatge simultanis (COM) poden semblar complexos, però bàsicament, aquesta tecnologia ajuda els telèfons intel·ligents a situar-se a l’espai en relació amb el món que l’envolta. Capta les característiques dels objectes visualment diferents de l'entorn anomenats punts de les característiques. Aquests punts de característica poden ser un interruptor de llum, la vora de la taula, etc. Qualsevol visual d’alt contrast es conserva com a punt de funció.

Sensors de seguiment d'ubicació a RA

1. Magnetòmetre: aquest sensor s’utilitza per mesurar el camp magnètic terrestre. Dóna al dispositiu AR una senzilla orientació relacionada amb el camp magnètic terrestre. Aquest sensor ajuda el telèfon intel·ligent a trobar una direcció determinada, que li permet girar automàticament mapes digitals en funció de la vostra orientació física. Aquest dispositiu és la clau de les aplicacions de RA basades en la ubicació. El sensor d’imant més utilitzat és un sensor Hall, amb el qual prèviament hem creat un entorn de realitat virtual mitjançant Arduino.
2. GPS: és un sistema global de navegació per satèl·lit que proporciona geolocalització i informació horària a un receptor GPS, com en un telèfon intel·ligent. Per als telèfons intel·ligents compatibles amb ARCore, aquest dispositiu ajuda a activar aplicacions de RA basades en la ubicació.

Què fa que la realitat artificial se senti real?

Hi ha moltes eines i tècniques que s’utilitzen per fer que la RA se senti real i interactiva.

1. Col·locació i posicionament d’actius: els actius són objectes de RA visibles als ulls. Per mantenir la il·lusió de la realitat en RA, els objectes digitals han de comportar-se de la mateixa manera que els reals. Aquests objectes s’han d’adherir a un punt fix d’un entorn determinat. El punt fix pot ser concret, com el terra, la taula, la paret, etc. o pot ser a l'aire. Significa que durant el moviment, els recursos no s’han de saltar a l’atzar, sinó que s’han de fixar en punts predefinits.

2. Escala i mida dels recursos: els objectes de RA han de poder escalar. Per exemple, si veieu que un cotxe arriba cap a vosaltres, comença des de petit i es fa més gran a mesura que s’acosta. A més, si veieu una pintura de costat, es veu diferent quan es veu per davant. Per tant, els objectes AR també es comporten de la mateixa manera i donen la sensació d’objectes reals.

3. Oclusió: el que passa quan una imatge o objecte és bloquejat per un altre- es coneix com a Oclusió. Per tant, quan moveu la mà per davant dels ulls, us preocuparà si veieu alguna cosa mentre una mà els bloqueja els ulls. A més, els objectes AR haurien de seguir la mateixa regla, quan un objecte AR amaga un altre objecte AR, només hauria de ser visible l'objecte AR que hi ha al davant ocluint l'altre.

4. Il·luminació per augmentar el realisme: quan hi ha un canvi en la il·luminació de l’entorn, l’objecte AR ha de respondre a aquest canvi. Per exemple, si la porta s’obre o es tanca, l’objecte AR hauria de canviar el color, l’ombra i l’aspecte. A més, l’ombra s’ha de moure en conseqüència per fer que la RA se senti real.

Eines per crear realitat augmentada

Hi ha algunes plataformes en línia i programari dedicat per crear contingut de RA. Com que Google té el seu propi ARCore, proporcionen un bon suport a un principiant per fer-lo. A part d’això, pocs altres programes de RA s’expliquen breument a continuació:

Poly és una biblioteca en línia de Google on la gent pot navegar, compartir i remesclar recursos 3D. Un recurs és un model o escena 3D creat amb Tilt Brush, Blocks o qualsevol programa 3D que produeix un fitxer que es pot penjar a Poly. Molts recursos estan llicenciats sota la llicència CC BY, la qual cosa significa que els desenvolupadors poden utilitzar-los de forma gratuïta a les seves aplicacions sempre que se’ls acrediti el creador.

Tilt Brush us permet pintar en espai 3D amb realitat virtual. Deixa anar la teva creativitat amb pinzellades tridimensionals, estrelles, llum i fins i tot foc. La teva habitació és el teu llenç. La vostra paleta és la vostra imaginació. Les possibilitats són infinites.

Els blocs ajuden a crear objectes 3D en realitat virtual, independentment de la vostra experiència de modelatge. Mitjançant sis eines senzilles, podeu donar vida a les vostres aplicacions.

Unity és un motor de joc multiplataforma desenvolupat per Unity Technologies, que s’utilitza principalment per desenvolupar videojocs i simulacions tridimensionals i bidimensionals per a ordinadors, consoles i dispositius mòbils. Unity s’ha convertit en un motor de joc popular per crear contingut de realitat virtual i realitat augmentada.

Sceneform és un framework 3D, amb un renderitzador físic, optimitzat per a mòbils i que facilita la creació de realitat augmentada per als desenvolupadors de Java.

Termes importants que s’utilitzen a RA i VR

1. Ancoratges: és un punt d'interès definit per l'usuari sobre el qual es col·loquen objectes AR. Els ancoratges es creen i s’actualitzen en relació amb la geometria (plans, punts, etc.)
2. Recurs: fa referència a un model 3D.
3. Document de disseny: una guia per a la vostra experiència de RA que conté tots els recursos, sons i altres idees de disseny en 3D que el vostre equip ha d'implementar.
4. Comprensió mediambiental : comprensió de l’entorn del món real mitjançant la detecció de punts i plans de característiques i ús d’ells com a punts de referència per cartografiar l’entorn. També es coneix com a consciència del context.
5. Punts de funcions: són funcions visualment diferents del vostre entorn, com ara la vora d’una cadira, un interruptor de llum a la paret, la cantonada d’una catifa o qualsevol altra cosa que sigui probable que quedi visible i es mantingui constantment al vostre entorn.
6. Prova de cops: s'utilitza per prendre coordenades (x, y) corresponents a la pantalla del telèfon (proporcionada per un toc o qualsevol altra interacció que vulgueu que la vostra aplicació admeti) i projectar un raig a la visió del món de la càmera. Això permet als usuaris seleccionar o interactuar amb objectes de l'entorn.
7. Immersió: el sentit que els objectes digitals pertanyen al món real. Trencar la immersió significa que s’ha trencat el sentit del realisme; a RA, això sol passar per un objecte que es comporta d’una manera que no coincideix amb les nostres expectatives.
8. Seguiment Inside-Out: quan el dispositiu té càmeres i sensors interns per detectar el moviment i el posicionament de la pista.
9. Seguiment extern : quan el dispositiu utilitza càmeres o sensors externs per detectar el moviment i el posicionament de la pista.
10. Cerca d'avions: el procés específic del telèfon intel·ligent mitjançant el qual ARCore determina on hi ha les superfícies horitzontals i verticals al vostre entorn i utilitza aquestes superfícies per col·locar i orientar objectes digitals
11. Transmissió de raigs : projectar un raig per ajudar a estimar on s’ha de col·locar l’objecte AR per tal d’aparèixer a la superfície del món real d’una manera creïble; utilitzat durant les proves de cops.
12. Experiència d'usuari (UX): el procés i el marc subjacent per millorar el flux d'usuaris per crear productes amb alta usabilitat i accessibilitat per als usuaris finals.
13. Interfície d'usuari (IU): les imatges de la vostra aplicació i tot el que interacciona un usuari.