what is augmented reality technology
Denne omfattende tutorial forklarer, hvad der er Augmented Reality, og hvordan fungerer det. Lær også om AR's teknologi, eksempler, historie og applikationer:
Denne tutorial begynder med at forklare det grundlæggende i Augmented Reality (AR), herunder hvad det er, og hvordan det fungerer. Vi vil derefter se på de vigtigste anvendelser af AR, som fjernsamarbejde, sundhed, spil, uddannelse og produktion med rige eksempler. Vi vil også dække hardware, apps, software og enheder, der er anvendt i augmented reality.
Denne vejledning vil også dvæle ved udsigterne for markedet for augment reality og problemerne og udfordringerne omkring de forskellige augmented reality-emner.
Hvad du vil lære:
- Hvad er augmented reality?
- Hvordan fungerer AR - teknologi bag det
- Augmented Reality Vs Virtual Reality Vs Mixed Reality
- Augmented Reality-applikationer
- Konklusion
Hvad er augmented reality?
AR tillader overlejring af virtuelle objekter i virkelige miljøer i realtid. Billedet nedenfor viser en mand, der bruger IKEA AR App til at designe, forbedre og leve sit drømmehus.
(billede kilde )
Augmented Reality Definition
Augmented Reality er defineret som teknologien og metoderne, der tillader overlejring af virkelige objekter og miljøer med 3D-virtuelle objekter ved hjælp af en AR-enhed, og for at tillade den virtuelle at interagere med de virkelige objekter for at skabe tilsigtede betydninger.
I modsætning til virtual reality, der forsøger at genskabe og erstatte et helt virkeligt miljø med et virtuelt, handler augmented reality om at berige et billede af den virkelige verden med computergenererede billeder og digital information. Det søger at ændre opfattelse ved at tilføje video, infografik, billeder, lyd og andre detaljer.
Inde i en enhed, der opretter AR-indhold; virtuelle 3D-billeder er overlejret på virkelige objekter baseret på deres geometriske forhold. Enheden skal være i stand til at beregne placeringen og orienteringen af objekter, der vedrører andre. Det kombinerede billede projiceres på mobile skærme, AR-briller osv.
På den anden side er der enheder, der bæres af brugeren, så brugerne kan se AR-indhold. I modsætning til virtual reality-headset der helt fordyber brugerne i simulerede verdener, gør AR-briller ikke. Brillerne tillader tilføjelse, overlejring af et virtuelt objekt på det virkelige objekt, for eksempel, placere AR-markører på maskiner for at markere reparationsområder.
En bruger, der bruger AR-briller, kan se det virkelige objekt eller miljø omkring dem, men beriget med det virtuelle billede.
Selvom den første ansøgning var inden for militær og fjernsyn siden betegnelsen i 1990, anvendes AR nu inden for spil, uddannelse og træning og andre områder. Det meste af det anvendes som AR-apps, der kan installeres på telefoner og computere. I dag er den forbedret med mobiltelefonteknologi som GPS, 3G og 4G og fjernmåling.
Typer af AR
Augmented reality er af fire typer: Markørfri, Markerbaseret, Projektionsbaseret og Superimposition-baseret AR. Lad os se dem en efter en detaljeret.
# 1) Markørbaseret AR
En markør, der er et specielt visuelt objekt som et specielt tegn eller noget andet, og et kamera bruges til at starte de digitale 3D-animationer. Systemet beregner markedets orientering og position for at placere indholdet effektivt.
Markørbaseret AR-eksempel: En markørbaseret mobilbaseret AR-møbleringsapp.
(billede kilde )
# 2) Markørfri AR
Det bruges i begivenheds-, forretnings- og navigationsapps, for eksempel, teknologien bruger placeringsbaseret information til at bestemme hvilket indhold brugeren får eller finder i et bestemt område. Det kan bruge GPS, kompasser, gyroskoper og accelerometre, som det kan bruges på mobiltelefoner.
Nedenstående eksempel viser, at en markørfri AR ikke har brug for nogen fysiske markører for at placere objekter i et virkeligt verdensrum:
(billede kilde )
# 3) Projektbaseret AR
Denne slags bruger syntetisk lys projiceret på de fysiske overflader til at detektere brugerens interaktion med overfladerne. Det bruges på hologrammer som i Star Wars og andre sci-fi-film.
Billedet nedenfor er et eksempel, der viser en sværdprojektion i AR-projektbaseret AR-headset:
(billede kilde )
# 4) Overlejringsbaseret AR
I dette tilfælde erstattes den originale vare med en forstørrelse helt eller delvist. Nedenstående eksempel giver brugerne mulighed for at placere et virtuelt møbelelement over et rumbillede med en skala i IKEA Catalog-appen.
IKEA er et eksempel på overlejringsbaseret AR:
Kort historie om AR
1968 : Ivan Sutherland og Bob Sproull skabte verdens første hovedmonterede skærm med primitiv computergrafik.
Damocles sværd
(billede kilde )
1975 : Videoplace, et AR-laboratorium, er oprettet af Myron Krueger. Missionen var at have menneskelige bevægelsesinteraktioner med digitale ting. Denne teknologi blev senere ansat på projektorer, kameraer og silhuetter på skærmen.
Myron Krueger
(billede kilde )
den bedste gratis musik downloader app til android
1980: EyeTap, den første bærbare computer, der blev vundet foran øjet, udviklet af Steve Mann. EyeTap optagede billeder og overlejrede andre på det. Det kunne spilles af hovedbevægelser.
Steve Mann
(billede kilde )
1987 : En prototype af en Heads-Up Display (HUD) blev udviklet af Douglas George og Robert Morris. Det viste astronomiske data over den virkelige himmel.
Automotive HUD
1990 : Udtrykket augmented reality blev opfundet af Thomas Caudell og David Mizell, forskere for Boeing-firmaet.
David Mizell
hvad er den bedste software til talegenkendelse
Thomas Caudell
(billede kilde )
1992: Virtual Fixtures, et AR-system, blev udviklet af US Airforce's Louise Rosenberg.
Virtuelle inventar:
(billede kilde )
1999: Frank Deigado og Mike Abernathy og deres forskergruppe udviklede ny navigationssoftware, der kunne generere landingsbaner og gadedata fra en helikoptervideo.
2000: ARToolKit, en open source SDK, blev udviklet af en japansk videnskabsmand Hirokazu Kato. Det blev senere justeret til at arbejde med Adobe.
2004: Udendørs hjelmmonteret AR-system præsenteret af Trimble Navigation.
2008: AR rejseguide til Android-mobilenheder lavet af Wikitude.
2013 til dato: Google Glass med Bluetooth-internetforbindelse, Windows HoloLens - AR-beskyttelsesbriller med sensorer til visning af HD-hologrammer, Niantic's Pokemon Go-spil til mobile enheder.
Smart briller:
(billede kilde )
Hvordan fungerer AR - teknologi bag det
Først er genereringen af billeder fra virkelige miljøer. For det andet er det at bruge teknologi, der muliggør overlejring af 3D-billeder over billederne fra de virkelige objekter. Den tredje er brugen af teknologi, der giver brugerne mulighed for at interagere og engagere sig i de simulerede miljøer.
AR kan vises på skærme, briller, håndholdte enheder, mobiltelefoner og hovedmonterede skærme.
Læs også = >> Bedste AR-smarte briller
Som sådan har vi mobilbaseret AR, hovedmonteret gear AR, smartbriller AR og webbaseret AR. Headsets er mere fordybende end mobilbaserede og andre typer. Smart briller er bærbare AR-enheder, der giver førstepersonsvisninger, mens webbaseret ikke kræver download af nogen app.
Konfigurationer af AR-briller:
(billede kilde )
Det bruger S.L.A.M. teknologi (Simultan lokalisering og kortlægning) og dybdesporingsteknologi til beregning af afstanden til objektet ved hjælp af sensordata ud over andre teknologier.
Augmented Reality Technology
AR-teknologi muliggør forstærkning i realtid, og denne forstærkning finder sted inden for miljøsammenhæng. Animationer, billeder, videoer og 3D-modeller kan bruges, og brugerne kan se objekter i naturligt og syntetisk lys.
Visuelt baseret SLAM:
(billede kilde )
Samtidig lokalisering og kortlægning (SLAM) -teknologi er et sæt algoritmer, der løser samtidige lokaliserings- og kortlægningsproblemer.
SLAM bruger funktionspunkter til at hjælpe brugerne med at forstå den fysiske verden. Teknologien giver apps mulighed for at forstå 3D-objekter og scener. Det giver mulighed for sporing af den fysiske verden med det samme. Det tillader også overlejring af digitale simuleringer.
SLAM bruger en mobil robot såsom mobilenhedsteknologi til at opdage det omgivende miljø og derefter oprette et virtuelt kort; og spore dets position, retning og sti på dette kort. Bortset fra AR er det anvendt på droner, luftfartøjer, ubemandede køretøjer og robotrensere, for eksempel, det bruger kunstig intelligens og maskinlæring til at forstå placeringer.
Funktionsdetektering og matchninger udføres ved hjælp af kameraer og sensorer, der samler funktionspunkter fra forskellige synspunkter. Trianguleringsteknikken udleder derefter objektets tredimensionelle placering.
I AR hjælper SLAM med at placere og blande det virtuelle objekt i et rigtigt objekt.
Anerkendelsesbaseret AR: Det er et kamera, der identificerer markører, så et overlay er muligt, hvis der registreres en markør. Enheden registrerer og beregner markørens position og retning og erstatter den virkelige verdensmarkør med sin 3D-version. Derefter beregner den andres position og orientering. Rotation af markøren roterer hele objektet.
Placeringsbaseret tilgang. Her tsimuleringer eller visualiseringer genereres fra data indsamlet af GPS, digitale kompasser, accelerometre og hastighedsmålere. Det er meget almindeligt i smartphones.
Dybdesporingsteknologi: Dybdekort-sporingskameraer såsom Microsoft Kinect genererer et dybdekort i realtid ved hjælp af forskellige teknologier til at beregne realtidsafstanden for objekter i sporingsområdet fra kameraet. Teknologierne isolerer et objekt fra det generelle dybdekort og analyserer det.
Nedenstående eksempel er håndsporing ved hjælp af dybdealgoritmer:
(billede kilde )
Naturlig træk sporingsteknologi: Det kan bruges til at spore stive genstande i et vedligeholdelses- eller monteringsjob. En sporingsalgoritme i flere trin bruges til at estimere et objekts bevægelse mere præcist. Markersporing bruges som et alternativ sammen med kalibreringsteknikker.
Overlejringen af virtuelle 3D-objekter og animationer på virkelige objekter er baseret på deres geometriske forhold. Udvidede ansigtssporingskameraer er nu tilgængelige på smartphones som iPhone XR, som har TrueDepth-kameraer for at give bedre AR-oplevelser.
Enheder og komponenter i AR
Kinect AR-kamera:
(billede kilde )
Kameraer og sensorer: Dette inkluderer AR-kameraer eller andre kameraer, for eksempel, tage 3D-billeder af objekter i den virkelige verden for at sende dem til behandling på smartphones. Sensorer indsamler data om brugerens interaktion med appen og virtuelle objekter og sender dem til behandling.
Behandlingsenheder: AR-smartphones, computere og specielle enheder bruger grafik, GPU'er, CPU'er, flashhukommelse, RAM, Bluetooth, WiFi, GPS osv. Til at behandle 3D-billeder og sensorsignaler. De kan måle hastighed, vinkel, retning, retning osv.
Projektor: AR-projektion involverer projicering af genererede simuleringer på AR-headsetlinser eller andre overflader til visning. Dette anvender en miniatureprojektor.
Her er en video: Første smartphone AR-projektor
Reflektorer: Reflektorer som spejle bruges på AR-enheder til at hjælpe menneskelige øjne med at se virtuelle billeder. En række små buede spejle eller dobbeltsidede spejle kan bruges til at reflektere lys til AR-kameraet og brugerens øje, for det meste til korrekt justering af billedet.
Mobilenheder: Moderne smartphones er meget anvendelige til AR, fordi de indeholder integreret GPS, sensorer, kameraer, accelerometre, gyroskoper, digitale kompasser, skærme og GPU / CPU'er. Yderligere kan AR-apps installeres på mobile enheder til mobile AR-oplevelser.
Billedet nedenfor er et eksempel, der viser AR på iPhone X:
(billede kilde )
Head-Up Display eller HUD: En speciel enhed, der projicerer AR-data til en gennemsigtig skærm til visning. Det blev ansat først i uddannelse af militær, men nu bruges det i luftfart, bil, produktion, sport osv.
ekstern desktop-software til Windows 7
AR-briller kaldes også smarte briller: Smart briller er til visning af underretninger for eksempel, fra smartphones. De inkluderer blandt andet Google Glasses, Laforge AR-briller og Laster See-Thru.
AR-kontaktlinser (eller smarte linser): Disse bæres for at være i kontakt med øjet. Producenter som Sony arbejder på linser med yderligere funktioner såsom evnen til at tage fotos eller gemme data.
AR-kontaktlinser bæres i kontakt med øjet:
(billede kilde )
Virtuelle nethindeskærme: De skaber billeder ved at projicere laserlys i det menneskelige øje.
Her er en video: Virtual Retinal Display
Fordele ved AR
Lad os se nogle fordele ved AR for din virksomhed eller organisation, og hvordan vi integrerer den:
- Integration eller adoption afhænger af din brugssag og applikation. Det kan være en god idé at anvende den til overvågning af vedligeholdelses- og produktionsarbejde, udføre virtuelle gennemgange af fast ejendom, annoncere for produkter, øge fjerndesignet osv.
- I dag kan virtuelle tilpasningsrum hjælpe med at mindske købsafkast og forbedre købsbeslutninger truffet af købere.
- Sælgere kan producere og udgive interessant AR-indhold og indsætte annoncer i dem, så folk kan lære deres produkter at kende, når de ser indholdet. AR forbedrer engagement.
- I fremstillingen hjælper AR-markører på billeder af produktionsudstyr projektledere med at overvåge arbejdet eksternt. Det reducerer behovet for at bruge digitale kort og planter. For eksempel, en enhed eller maskine kan peges på stedet for at afgøre, om den passer i position.
- Immersive virkelige simuleringer giver pædagogiske fordele for eleverne. Simuleringer i spilbaseret læring og træning kommer med psykologiske fordele og øger empati blandt eleverne som vist af forskere.
- Medicinstuderende kan bruge AR- og VR-simuleringer til at prøve først og så mange operationer som muligt uden store budgetter eller unødvendige skader på patienter, alt sammen med nedsænkning og næsten virkelige oplevelser.
Nedenstående billede viser, hvordan AR anvendes i medicinsk træning til en kirurgisk praksis:
(billede kilde )
- Ved hjælp af AR kan fremtidige astronauter prøve deres første eller næste rummission.
- AR muliggør virtuel turisme. AR-apps kan for eksempel give rutevejledning til ønskelige destinationer, oversætte skiltene på gaden og give information om synet. EN godt eksempel er en GPS-navigationsapp. AR-indhold muliggør produktion af nye kulturelle oplevelser, hvor museerne tilføjer yderligere virkelighed.
- Augmented reality forventes at udvides til 150 milliarder dollars inden 2020 . Det udvider mere end virtual reality med 120 milliarder dollars sammenlignet med 30 milliarder dollars. AR-aktiverede enheder forventes at nå 2,5 milliarder i 2023.
- Udvikling af egne mærkeapplikationer er en af de mest almindelige måder, som virksomhederne bruger til at engagere sig i AR-teknologi. Virksomheder kan stadig placere annoncer på tredjeparts AR-platforme og -indhold, købe licenser på udviklet software eller leje pladser til deres AR-indhold og publikum.
- Udviklere kan bruge AR-udviklingsplatforme som ARKit og ARCore til at udvikle applikationer og integrere AR i forretningsapplikationer.
Augmented Reality Vs Virtual Reality Vs Mixed Reality
Augmented reality svarer til virtual reality og mixed reality, hvor begge forsøger at generere 3D virtuelle simuleringer af objekter i den virkelige verden. Mixed reality blander ægte og simulerede objekter.
Alle ovennævnte tilfælde bruger sensorer og markører til at spore placeringen af virtuelle og virkelige objekter. AR bruger sensorer og markører til at detektere placeringen af objekter i den virkelige verden og derefter til at bestemme placeringen af simulerede objekter. AR gengiver et billede, der skal projiceres til brugeren. I VR, som også anvender matematiske algoritmer, reagerer den simulerede verden derefter i henhold til brugerens hoved og øjenbevægelser.
Mens VR imidlertid isolerer brugeren fra den virkelige verden for fuldstændigt at fordybe dem i simulerede verdener, er AR delvist fordybende.
=> Anbefalet læsning - AR Vs VR: En sammenligning
Mixed reality kombinerer både AR og VR. Det involverer samspillet mellem både den virkelige verden og virtuelle objekter.
Augmented Reality-applikationer
| Ansøgning | Beskrivelse / forklaring |
|---|---|
| Medicin / sundhedspleje | AR kan hjælpe med at træne sundhedsarbejdere eksternt, hjælpe med at overvåge sundhedssituationer og til diagnosticering af patienter. |
| Spil | AR giver mulighed for bedre spiloplevelser, da spilområdet flyttes fra virtuelle sfærer til at omfatte virkelige oplevelser, hvor spillerne kan udføre virkelige aktiviteter for at spille. |
| Detail og reklame | AR kan forbedre kundeoplevelser ved at præsentere kunder for 3D-modeller af produkter og hjælpe dem med at træffe bedre valg ved at give dem virtuelle gennemgange af produkter som f.eks. I en fast ejendom. Det kan bruges til at føre kunder til virtuelle butikker og lokaler. Kunder kan lægge 3D-genstande på deres rum, f.eks. Når de køber møbler for at vælge de emner, der er bedst egnede til at matche deres rum - med hensyn til størrelse, form, farve og type. I reklame kan annoncer medtages i AR-indhold for at hjælpe virksomheder med at popularisere deres indhold til seere. |
| Fremstilling og vedligeholdelse | I vedligeholdelse kan reparationsteknikere blive fjernstyret af fagfolk til at udføre reparationer og vedligeholdelsesarbejde, mens de er på jorden ved hjælp af AR-apps, uden at de professionelle rejser på stedet. Dette kan være nyttigt steder, hvor det er svært at rejse til stedet. |
| Uddannelse | AR interaktive modeller bruges til træning og læring. |
| Militær | AR hjælper med avanceret navigation og hjælper med at markere objekter i realtid. |
| Turisme | AR kan, ud over at placere annoncer på AR-indhold, bruges til navigation, leverer data om destinationer, retninger og sightseeing. |
AR Eksempel i det virkelige liv
- Elements 4D er en kemilæringsapplikation, der anvender AR til at gøre kemi sjovere og engagerende. Med det laver elever papirterninger fra elementblokkene og placerer dem foran deres AR-kameraer på deres enheder. De kan derefter se repræsentationer af deres kemiske grundstoffer, navne og atomvægte. Studerende kan samle terningerne for at se, om de reagerer, og for at se kemiske reaktioner.
(billede kilde )
- Google Expeditions, hvor Google bruger pap, tillader allerede studerende fra hele verden at lave virtuelle ture til historie, religion og geografistudier.
- Human Anatomy Atlas lader studerende udforske over 10.000 3D menneskelige kropsmodeller på syv sprog for at lade eleverne lære delene, hvordan de arbejder og forbedre deres viden.
- Touch Surgery simulerer kirurgisk praksis. I samarbejde med DAQRI, et AR-firma, kan medicinske institutioner se deres studerende praktisere kirurgi på virtuelle patienter.
- IKEA Mobile App er berømt inden for fast ejendom og hjemmeprodukt gennemgange og test. Andre apps inkluderer Nintendos Pokemon Go-app til spil.
Lær mere = >> Eksempler på applikationer med Augmented Reality
Udvikling og design til AR
AR-udviklingsplatforme er platforme, hvor du kan udvikle eller kode AR-apps. Eksempler inkluderer ZapWorks, ARToolKit, MAXST til Windows AR og smartphone AR, DAQRI, SmartReality, ARCore af Google, Windows Mixed Reality AR-platform, Vuforia og ARKit fra Apple. Nogle tillader udvikling af apps til mobil, andre til P.C. og på forskellige operativsystemer.
AR-udviklingsplatforme giver udviklere mulighed for at give apps forskellige funktioner såsom support til andre platforme såsom Unity, 3D-sporing, tekstgenkendelse, oprettelse af 3D-kort, cloud-lagring, support til enkelt- og 3D-kameraer, support til smarte briller,
Forskellige platforme tillader udvikling af markørbaserede og / eller placeringsbaserede apps. Funktioner, der skal overvejes, når du vælger en platform, inkluderer omkostninger, platformssupport, understøttelse af billedgenkendelse, 3D-genkendelse og sporing er en meget vigtig funktion, understøttelse af tredjepartsplatforme såsom Unity, hvorfra brugere kan importere og eksportere AR-projekter og integrere med andre platforme, cloud- eller lokal lagringsstøtte, GPS-support, SLAM-support osv.
AR-apps udviklet med disse platforme understøtter et utal af funktioner og muligheder. De muligvis muligvis at se indhold med en eller en række AR-briller, der har foruddefinerede AR-objekter, understøttelse af refleksionskortlægning, hvor objekter har refleksioner, realtids billedsporing, 2D- og 3D-genkendelse,
Nogle SDK- eller softwareudviklingssæt tillader udvikling af apps ved at trække og slippe-metoden, mens andre kræver viden om kodning.
Nogle AR-apps giver brugerne mulighed for at udvikle sig fra bunden, uploade og redigere eget AR-indhold.
Konklusion
I denne forstørrede virkelighed lærte vi, at teknologien tillader overlejring af virtuelle objekter i virkelige miljøer eller objekter. Det bruger en kombination af teknologier, herunder SLAM, dybdesporing og sporing af naturlige funktioner og genkendelse af genstande, blandt andre.
Denne tutorial til augmented reality dvæle ved introduktion af AR, det grundlæggende i dets drift, teknologien til AR og dens anvendelse. Vi betragtede endelig den bedste praksis for dem, der er interesserede i at integrere og udvikle sig til AR.
Anbefalet læsning
- Eksempler på augmented reality | Seneste AR-eksempler
- Hvad er augmented reality - teknologi, eksempler og historie
- 10 BEDSTE briller med forstørret virkelighed (smarte briller) i 2021
- Top 10 Bedste Augmented Reality-apps til Android og iOS
- AR vs VR: Forskellen mellem augmented vs virtual reality
- Hvad er virtual reality, og hvordan fungerer det
- Fremtiden for virtuel virkelighed - markedstendenser og udfordringer
- 10 BEDSTE VR-apps (Virtual Reality-apps) til Android og iPhone (2021 SELECTIVE)