Российский рынок претерпевает глубокие изменения в связи с импортозамещением и особыми условиями для ИТ-специалистов. Отечественные AR-технологии активно внедряются в экономику и работают в медиа-секторе.
Что такое дополненная реальность, или AR?
Внедрение инновационных технологий поможет поддержать конкурентоспособность вашего бизнеса. Дополненная реальность (AR) позволяет объединить физическую и виртуальную реальность для эффективного обучения сотрудников, быстрого решения проблем, повышения производительности и сотрудничества, а также сделать еще один шаг в будущее.
Общие факты о дополненной реальности
Что такое AR? Дополненная реальность — это интерактивная версия реальности, которая обогащается цифровыми изображениями, звуками и другими сигналами с помощью специальных технологий. Системы AR основаны на трех принципах: слияние цифровой и физической реальности, взаимодействие в реальном времени и точное 3D-различение реальных и виртуальных объектов.
Дополненная реальность позволяет создавать и проводить учебные курсы, объединяя цифровой материал с реальными объектами. Дополненная реальность поможет компаниям повысить эффективность удаленного сотрудничества.
AR, виртуальная реальность, смешанная реальность и расширенная реальность
Существует несколько технологий виртуальной реальности с очень тонкими различиями между ними. Вот они:
- Дополненная реальность (AR) — предназначена для добавления цифровых элементов к объектам из реального мира, при этом взаимодействие с ними ограничено.
- Виртуальная реальность (VR) — иммерсивные функции, которые позволяют работать в виртуальном мире с помощью специальной гарнитуры и наушников.
- Смешанная реальность (MR) — технология, которая объединяет элементы AR и VR и позволяет создавать интерактивные цифровые элементы с привязкой к физическим объектам.
- Расширенная реальность (XR) — объединяет все типы технологий, воздействующих на органы чувств, включая три вышеупомянутых типа.
Все эти технологии размывают границы физической реальности, поэтому важно определить сценарии использования. Для интеграции в бизнес-процессы дополненная реальность подходит большинству компаний.
Типы дополненной реальности
При выборе технологии AR для своей компании следует сначала определить подходящий тип: на основе индикаторов или без них. Они различаются тем, как отображаются изображения и информация.
AR на основе маркеров создается с помощью технологии распознавания изображений. Эта технология распознает объекты, которые ранее были добавлены в базу данных устройства или AR-приложения. Когда перед вами появляются объекты, маркеры помогают определить их положение и ориентацию камеры. Если вы измените режим камеры на серую шкалу, вы сможете сравнить маркер с другими маркерами в банке информации. Как только совпадение найдено, устройство автоматически определяет, где разместить AR-изображение.
AR без маркеров — более сложная технология, поскольку в ней нет якорного элемента. Устройство пользователя должно распознавать все объекты, появляющиеся в поле зрения. Используя специальный алгоритм, устройство анализирует цвета, текстуры и сходства, чтобы определить, какой объект находится перед ним. Для настройки ориентации он использует данные о времени, а также информацию от акселерометра, GPS и компаса. С помощью камеры определяется нужное положение
Принципы работы дополненной реальности
Технология не заменяет реальную среду искусственной, а лишь добавляет к ней то, что невозможно или недоступно сегодня. Например, вряд ли живой динозавр стал бы ходить по настоящему столу, а на звездном небе нет стрелок, показывающих названия созвездий. Система AR воплощает в жизнь всевозможные творческие идеи.
- Искусственный интеллект. Для работы большинства решений с дополненной реальностью необходим искусственный интеллект (ИИ). Он позволяет выполнять действия с помощью голосовых команд и обрабатывать информацию в AR-приложениях.
- Решения для работы с AR. Это инструменты и приложения для доступа к технологиям дополненной реальности, которые некоторые компании создают самостоятельно.
- Обработка данных. Для работы AR-технологий необходима обработка данных, ресурсы для которой, как правило, предоставляет внутренняя операционная система устройства.
- Фотоприложения. Для просмотра материалов и изображений понадобятся специальные фотоприложения или платформы изображений. Реалистичность объектов зависит от характеристик экрана.
- Датчики. Для согласования виртуальных и физических объектов AR-системам необходимы данные о среде. Когда камера получает нужную информацию, она отправляет ее в программу для обработки.
Что такое дополненная реальность (AR) и её развитие
Принцип работы технологии в целом следующий:
Система AR создает эффект погружения, накладывая объекты двумя способами:
Как работает дополненная реальность
Типы дополненной реальности:
- камера устройства захватывает реальное изображение;
- по специальной разметке и маркерам программа определяет место размещения виртуального объекта и его тип;
- виртуальная картинка накладывается поверх реальной и отображается на экране.
Технология может использоваться на смартфонах, планшетах, смарт-экранах, а также с помощью проекторов и очков дополненной реальности.
- конструктивным, когда элементы встраиваются в окружающее пространство;
- деструктивным, при котором естественная среда маскируется накладываемыми предметами и образами.
Эта технология практически не имеет ограничений по содержанию и принципам применения, поэтому ее можно встретить в самых разных областях:
- Маркерная. Для обнаружения места расположения виртуального объекта нужны специальные маркеры — QR-код, цветовая метка и другие.
- Безмаркерная. Искусственный интеллект обнаруживает местоположение объекта по заданным точкам и плоскостям, на которые разделяется зафиксированное ранее пространство. Принцип основан на использовании данных GPS, гироскопа, компаса и других приборов, определяющих положение пользователя. В российском сегменте уже есть инструменты, которые позволяют самостоятельно создавать приложения с безмаркерной дополненной реальностью. Сервис Visual Positioning System от Sber работает с цифровыми слепками локаций, в которых нейросеть запоминает точки видеопотока.
- Проекционная. Отображает видимые человеческому глазу световые голограммы. Из-за сложности для массового применения пока не доступна.
- На основе наложений. Нейросеть обучается на базе обширных библиотек загруженных форм, видов, образов, изображений. По выведенным алгоритмам она распознаёт объекты и пространства, а затем накладывает на них цифровую картинку. Именно так работают маски в социальных сетях и сервисы с эффектом примерки одежды или предметов интерьера.
Дополненная реальность открывает неограниченные возможности для творческого мышления. По этой причине данная технология будет преобладать в ближайшие 5-10 лет.
В каких сферах используют эффект AR
Технология, основанная на показателях. Позволяет прикреплять метки, которые обычно представляют собой изображения или 3D-объекты (работает гораздо хуже). Для маркировки лучше всего подходят высококонтрастные изображения с низким градиентом. Результаты похожи на ожившие картины Гарри Поттера. Под капотом он решает проблему Perspective-n-Point, которая восстанавливает точки в трехмерном пространстве на основе их перспективной проекции на плоскость камеры устройства. Это позволяет восстановить положение телефона по отношению к изображению с камеры.
- Промышленное производство. Оценка состояния оборудования по датчикам, параметры которых отображаются на экране мобильного устройства при наведении камеры на объект. Оптимизация производства упрощается благодаря всплывающим на экране подсказкам.
- Ретейл. Навигация по магазинам и торговым центрам, информация о товарах.
- Игровая индустрия. Совмещение реальности и виртуальных действий дарит пользователям новый игровой опыт. Такие игры, как Ingress или Pokemon Go, заставляют человека двигаться, а не сидеть у монитора.
- Реклама. Демонстрация 3D-моделей продуктов и товаров, например мебели и оборудования, на территории заказчика в прогнозируемых условиях использования. Подбор дисков на автомобиль. Виртуальный показ объектов недвижимости потенциальным покупателям.
- Бьюти-сфера. Примерка наряда, цвета волос, макияжа перед физическим перевоплощением.
- Образование. Интерактивные уроки с плавающими в воздухе планетами или морскими обитателями.
- Развлечения и польза. Приложения, которые показывают, как работает лекарственный препарат на живом человеке, с помощью наложенной графики и схем.
- Туризм и культура. Маршруты, виртуальные гиды, анимированные концерты, оживающие экспонаты музеев.
Источник: «Оценка позы для дополненной реальности: практический обзор» Эрик Маршанд, Хидеаки Учияма, Фабьен Шпиндлер
Технологии, которые вписывают AR в пространство вокруг вас
Основным преимуществом технологии маркеров является большой радиус действия и стабильность устройства. Он идеально подходит для решений, ориентированных на широкую аудиторию, поскольку не требует высокой производительности.
Как создать дополненную реальность с помощью 12 строк кода
Бесмаркерная технология, представленная позже, отслеживает положение устройства в пространстве и используется не только в мобильных телефонах, но и в шлемах виртуальной реальности. Он основан на методе SLAM, который позволяет размещать графику в реальном пространстве и перемещаться по нему без необходимости нанесения маркера на изображение с камеры. В принципе, это излишне, графика работает везде, пример — Pokemon GO.
Очевидный ответ — через камеру. Однако изображение улучшается с помощью нескольких датчиков.
Искусственный интеллект помогает улучшить данные, которые смартфон получает от датчиков. Алгоритмы обработки изображений помогают различать объекты и распознавать, где заканчивается один объект и начинается другой. Например, Google Depth API — это библиотека, позволяющая с помощью компьютерного зрения создавать трехмерную карту пространства.
Как телефон «видит»
Такие библиотеки помогают
- Магнитометр выступает как компас, определяет, где находится север.
- Гироскоп определяет угол наклона и положение устройства.
- Акселерометр определяет изменения скорости движения и вращения устройства.
- Датчик глубины вычисляет расстояние до объекта.
Положение источников света во всей комнате или на улице невозможно определить по изображению, поэтому дополненная реальность имитирует свет и тень, чтобы сделать изображение похожим на реальность. Это не имеет ничего общего с физическими процессами.
Помимо очень старых приложений, AAR — это распознавание образов и отслеживание сигналов.
Ограничения мобильной дополненной реальности
Распознавание образов практически не требует объяснений. Если приложению необходимо распознать таблицу, все, что ему нужно сделать, это загрузить на сервер библиотеку изображений таблиц, определить общую структуру, цвет и любые параметры, а также назначить определенное действие для этой записи, когда она распознается на изображении.
Вторая часть — это распознавание индекса. Маркерами могут быть как специально напечатанные изображения, так и произвольные объекты.
Приложение распознает обложку журнала по ее простой прямоугольной форме и специфическому изображению и отслеживает ее положение в пространстве, отмечая ее смещение относительно фона. В этом случае маркером является сама обложка.
Со специальными маркерами все еще проще. Допустим, мы хотим протестировать новые колеса для автомобиля. Для этого нужно просто наклеить QR-метки на колеса, и система автоматически распознает, что именно в эти места нужно вставить изображение новых колес. Другой пример: поместите указатель на пол, и приложение поймет, что этот слой — пол, и разместит на нем любые объекты.
Как работает дополненная реальность
Но вы не можете разместить маркеры везде, и очень трудно создать отдельный маркер для каждого штата и унифицировать всю систему.
Именно здесь на помощь приходит метод SLAM (одновременная локализация и картирование), который создает карту в неизвестном пространстве, одновременно отслеживая текущее положение и пройденное расстояние.
Это звучит сложно. Проще говоря, Slam — это метод идентификации окружения и положения камеры путем разбиения изображения на геометрические объекты и линии. Затем система присваивает точку (или точки) каждой отдельной фигуре и определяет ее положение в пространственных координатах в последовательных кадрах видеопотока. Таким образом, условное здание моделируется с точки зрения поверхности стен, окон, высот и других заметных элементов. А условное пространство — в плоскостях (пол, потолок, стены) и предметах внутри. Поскольку алгоритм позволяет запомнить положение точек в комнате, при возвращении в ту же комнату из другой, вы увидите точки в тех же позициях, где они были раньше.
Метод был особенно усовершенствован, когда производители смартфонов стали включать в свои устройства дополнительные камеры для расчета глубины резкости.
Не думайте, что Slam — это расширенная версия традиционного распознавания образов и Si
В 1984 году Джеймс Кэмерон визуализировал концепцию дополненной реальности и компьютерного зрения в фильме «Терминатор». Но Кэмерон опередил свое время, ведь интегрировать A.R. непосредственно в глаз не было и в самых смелых мечтах. Идеалом считался форм-фактор контактных линз или очков. Первый вариант еще находился на стадии замысла, но с появлением более дешевых и сложных производственных процессов форма очков становилась все ближе. С течением времени второй тип приложений наконец-то прижился: через ставшие вездесущими смартфоны.
Самым заметным событием в области дополненной реальности за последние годы стали Google Glass, которые были выпущены в 2013 году и вызвали некоторое замешательство. Хотя это первое, что приходит на ум многим людям, когда речь заходит о дополненной реальности, они не имеют почти никакого отношения к дополненной реальности. Виртуальная среда практически не взаимодействовала с реальным миром. Единственное, что можно было назвать содержанием Ayr — это навигация, но она была реализована в стиле телефонных карт, а не стрелок над дорогой.
Но очки могут снимать фото и видео по команде, которые будут автоматически загружаться в облако. Эксперимент, хотя и не пошел в производство, выполнил свою задачу: он вызвал волну и заставил другие компании осознать, что они могут серьезно заняться разработкой устройств дополненной реальности для масс.
Эстафету сразу же подхватила компания Microsoft, которая спустя несколько лет анонсировала очки смешанной реальности Hololens (и представила их в 2016 году). Верно, но только для разработчиков и журналистов. Продукт является сложным и все еще находится в стадии разработки. Но в Интернете есть много восторженных сообщений, в которых люди делятся своим опытом работы с виртуальной средой.
Hololens не требует подключения к другому компьютеру или телефону. Очки имеют четыре камеры, с помощью которых они анализируют пространство и совмещают виртуальные объекты с реальным миром.
Очки позволяют практически полностью работать с Windows 10, а название «Windows» приобретает новый смысл: окна системы можно просто повесить на стену, как это происходит с настоящими окнами. Очки запоминают комнату, и когда пользователь возвращается в ту же комнату, все окна приложений и другие элементы смешанной реальности ждут его на своем месте.
Настоящее: от очков к телефонам
Сейчас существует около десятка наиболее перспективных разработчиков и продуктов для дополненной реальности в виде очков: Vuzix, Sony, ODG, Solos.
Но один производитель приблизился к решению, которое может быть не только технологичным, но и практичным. Это компания Magic Leap.
Первое концептуальное видео
Компания была основана в 2010 году в условиях строгой секретности и за несколько лет получила более полумиллиарда долларов инвестиций от таких гигантов, как Google и Qualkom. Никто за пределами узкого круга инвесторов не знал, почему компания привлекла к себе столько внимания и что представляет собой ее продукт.
Но информация просочилась. Позже было официально объявлено, что компания работает над усовершенствованной версией дополненных очков.
Вы наверняка играли в шутеры от первого лица. Но задумывались ли вы когда-нибудь о том, что отображение количества боеприпасов, здоровья и аптечек — это тоже дополненная реальность, только для вашего персонажа?
В начале 2000-х годов был выпущен AR-порт легендарной игры Quake. Она называлась ARQuake.
Сегодня можно самому стать героем-стрелком. Например, в игре Father.IO. Такие проекты становятся все более распространенными.
В 2014 году была выпущена игра Night Terrors, одна из первых популярных игр ужасов с дополненной реальностью. Попробуйте сделать это ночью в подвале, и вы этого не забудете.
В 2016 году студия Nyantic выпустила преемника Ingress и, возможно, самую важную игру с искусственным интеллектом следующих нескольких лет: Pokemon Go. Дополненная реальность, геолокация и популярная вселенная сработали настолько хорошо, что Pokemon Go скачали более ста миллионов человек. Игра быстро стала феноменом и вызвала скандалы, в том числе и в России. Pokémon Go уникальна еще и тем, что привлекает миллионы людей на улицу.
Настольные игры приобрели новую форму благодаря технологиям.
Такие компании, как Lego и Disney, активно разрабатывают игры с AiR, и почти все крупные производители игрушек выразили намерение последовать их примеру. Исследовательские группы уже собирают данные о том, как маленькие дети взаимодействуют с игрушками и приложениями дополненной реальности и как это влияет на их восприятие реального мира. Возможно, в будущем самые интересные идеи об эволюции технологий будут исходить от тех, для кого сами технологии были просто частью их детства.
Развлечения
Сегодня именно развлечения развивают исследовательскую базу дополненной реальности. И благодаря огромным объемам данных, которые люди добровольно предоставляют компаниям-разработчикам, эта технология в сочетании с машинным обучением проникает в более серьезные области.
Устранив путаницу в терминологии, давайте вернемся к дополненной реальности и ее возможностям.
Доступность AR и интерес крупных IT-компаний к этой технологии привели к появлению большого количества продуктов, в которых так или иначе используется описанная инновация. К 2021 году AR в той или иной степени охватит почти все сферы жизни.
То, что раньше казалось возможным только в фантастических фильмах, теперь стало обычным делом. Люди уже играют, учатся и работают с дополненной реальностью. И не из чистого интереса, а с конкретной выгодой для бизнеса.
Одно из самых перспективных применений дополненной реальности. 3D-модели различных объектов позволяют нам увидеть их
Первый важный пример, который приходит на ум в этом контексте, — это маски социальных сетей. Это явление началось со Snapchat и с тех пор было успешно завоевано Instagram. Очень мало сообщений от друзей, которые не содержат по крайней мере двух или трех масок. Если раньше это были в основном собачьи уши и языки, то теперь это головоломки, игры, предсказания и реалистичное изменение внешности. Появились не только практичные и полезные маски, но и вариации брендинга (о которых мы поговорим позже).
Второй сценарий использования AR в сфере развлечений — это отображение полезной информации в фильмах или на спортивных мероприятиях. Например, вы можете отобразить имена над головами реальных футболистов на поле или список лучших фильмов актера, которого вы заметили в сцене.
Эту категорию также можно отнести к категории развлечений, но если учесть, какую шумиху вызвала Pockemon GO несколько лет назад и сколько подобных успехов появится в будущем, нельзя не рассматривать гейминг как отдельный сектор.
Взаимодействие с реальным миром через смартфон и видеоигру еще не стало обыденностью, но мы уже на пути к этому. Это просто вопрос создания более захватывающего опыта для многопользовательской игры и разработки устройства, которое лучше подходит для AR-игр.
В каких сферах используется дополненная реальность?
Apple уже объединилась с Microsoft, чтобы перенести Minecraft в дополненную реальность, а Nintendo Studios установила картриджи с героями Марио в домах людей.
Я уже упоминал видеоигры выше, но стоит сделать это еще раз, потому что один из ключевых элементов виртуальных развлечений может стать неотъемлемой частью реальной жизни. Мы говорим о навигации. Навигационные стрелки, или значки направления, часто появляются в играх. Благодаря дополненной реальности эти «стрелы» можно оживить.
Раз уж мы заговорили о маркетинге, следует упомянуть и о бизнесе в целом. Рекламодатели быстрее других пробуют новые методы воздействия на клиентов, а руководители крупных брендов ищут новые источники дохода.
Образование
В 2018 году рынок дополненной реальности стоил около 18 млрд долларов США. К 2025 году их будет несколько сотен. И этот рост затронет все области, в которых используется эта технология. Таким образом, не только IT-компании вроде Apple, которые время от времени представляют неубедительные примеры использования дополненной реальности на практике, но и вскоре значительная часть рынка обратит на это внимание. Некоторые бренды (в том числе и российские) уже начали вступать в игру.
И это лишь несколько примеров.
Первое использование технологий AR и VR в ли
Развлечения
Однако никто не мешает попробовать этот формат снова или улучшить его, чтобы сделать более привлекательным для большей массы пользователей. В конце концов, интерес к таким «играм» может возрасти с появлением доступных AR-очков. Это также хороший способ увеличить перепродажу, внедряя бесплатные и интересные дополнения на основе AR. Это создает положительную эмоциональную связь между брендом и потребителем.
Дополненная реальность — это будущее маркетинга и многих отраслей бизнеса. От медицины и аэрокосмической отрасли до видеоигр и служб знакомств — все будет окутано технологией AR. Apple и Microsoft уже воспользовались этой нишей и, несомненно, принесут ее в массы. Рынок растет, привлекаются новые инвестиции, а применение AR становится все более выгодным для бизнеса.
Видеоигры нового поколения
Нет смысла делать ставку на то, что эта тенденция будет замалчиваться и отходить на второй план. Нам придется подождать более подходящих потребительских устройств по доступной цене, и тогда произойдет еще один толчок, подобный тому, который начался с появлением iPhone.
Навигация
Технологии дополненной реальности в бизнесе
Примеры применения AR в бизнесе
- Магазин Billa предлагал каждому потратившему определенную сумму покупателю сборную игрушку. Каждая из них представляла собой какой-нибудь элемент фермы. Полученные игрушки можно было отсканировать с помощью бесплатного приложения. После этого она становилась частью видеоигры на базе дополненной реальности. В ней можно было вести хозяйство, используя отсканированных животных, фермеров и технику.
- Leroy Merlin пошел по пути IKEA и сделал аналог их утилиты Place. Ключевая разница лишь в каталогах. Если вы привыкли закупаться в Leroy Merlin, то можете расставить по квартире их товары перед поездкой в магазин или заказом мебели.
- Компания Konti, продающая сладости, добавила на упаковку с кондитерскими изделиями код, который давал возможность попасть в небольшую обучающую AR-игру для детей.
- Apple продвигает новые продукты через дополненную реальность, давая потенциальным покупателям возможность перенести виртуальный Айфон себе на прикроватный столик, а Мак поставить на место старого системного блока.
- Косметический бренд Oriflame создал AR-маски, имитирующие некоторые средства по уходу за кожей. Приложение Oriflame оценивало лицо, попавшее в кадр, находило в нем изъяны и автоматически их исправляло.
«Перенести» магазин домой к клиенту
