Дополненная реальность

Пример использования дополненной реальности, когда реальные объекты дополняются наложенной на них информацией

Не следует путать с виртуальной реальностью.

Дополненная реальность (англ. augmented reality, AR), — термин, относящийся ко всем проектам, направленным на дополнение реальности любыми виртуальными элементами. Дополненная реальность — составляющая часть смешанной реальности (англ. mixed reality), в которую также входит «дополненная виртуальность» (когда реальные объекты интегрируются в виртуальную среду). Самые распространённые примеры дополненной реальности — параллельная лицевой цветная линия, показывающая нахождение ближайшего полевого игрока к воротам при телетрансляции футбольных матчей, стрелки с указанием расстояния от места штрафного удара до ворот, нарисованная траектория шайбы во время хоккея и т.п.

Сам термин предположительно был предложен работавшим на корпорацию Boeing исследователем Томом Коделом (англ. Tom Caudell) в 1990 году. Существует несколько определений дополненной реальности: исследователь Рональд Азума(англ. Ronald Azuma) в 1997 году определил дополненную реальность как систему, которая: 1. Совмещает виртуальное и реальное. 2. Взаимодействует в реальном времени 3. Работает в 3D. В 1994 году Пол Милгром (англ. Paul Milgram) и Фумио Кисино (англ. Fumio Kishino) описали Континуум Виртуальность-Реальность (англ. Milgram's Reality-Virtuality Continuum) — пространство между реальностью и виртуальностью, между которыми расположены дополненная реальность (ближе к реальности) и дополненная виртуальность (ближе к виртуальности). Еще одно определение: Дополненная реальность — добавление к поступающим из реального мира ощущениям мнимых объектов, обычно вспомогательно-информативного свойства. В западном научном сообществе данное направление получило чёткий устоявшийся термин — Augmented Reality (AR).

Иногда используют в качестве синонимов названия «Расширенная реальность», «Улучшенная реальность», «Обогащенная реальность» и тому подобные словосочетания.

Не следует путать дополненную реальность с виртуальной. Их коренное различие в том, что дополненная вносит отдельные искусственные элементы в восприятие реального мира, а виртуальная конструирует новый искусственный мир.

Дополненная реальность и военная техника

Проект шлема F-35 с интегрированным дисплеем.

В современных боевых самолетах и вертолетах часто используется нашлемная система индикации. Она позволяет пилоту получать наиболее важную информацию прямо на фоне наблюдаемой им обстановки, не отвлекаясь на основную приборную панель. Это позволяет сэкономить драгоценные секунды, например, во время маневренного воздушного боя. Также многие подобные системы позволяют производить целеуказание путем поворота головы или движений глазных яблок.

Концепт мобильного телефона будущего

Дополненная реальность и игры

Существуют компьютерные игры, производящие обработку видеосигнала с камеры и накладывающие на изображение окружающего мира дополнительные элементы. Например, в 2004 году была выпущена игра для мобильных телефонов с названием Mosquitos, отображающая на экране телефона изображение с расположенной позади него камеры, с наложенными на это изображение прицелом и огромными комарами, от которых «отстреливался» игрок.

Игра Tower Defense (видео) — хороший пример дополненной реальности.

Дополненная реальность и штрихкоды

Штрихкодовый ярлык (Data matrix) на статью в Википедии, размещенный около соответствующего объекта реального мира.

Иностранные разработки

Проект Semapedia

Члены проекта Semapedia располагают на объектах реального мира штрихкодовые ярлычки с дополнительной текстовой информацией, а также ссылками на интернет-страницы с подробностями. Это информативно, полезно и доступно всем желающим уже сейчас.

Проект ARTag

Проект ARTag посвящен вставке цифровых моделей в видеопоток с камеры. Специальная программа анализирует картинку с камеры, выделяет и декодирует штрихкоды, вставляет в кадр модели, соответствующие этим кодам, и выдает картинку пользователю.

Проект Layar

Голландский сервис Layar позволяет с помощью смартфонов на базе Android, iOS или OVI получать в реальном времени доступ к информации об окружающем мире через его камеру. Это может быть информация о кафе, ресторанах, гостиницах и других социальных местах.

Проект ARGET

Проект ARGET посвящен фундаментальным исследованиям в области создания планарной системы маркеров расширенной реальности и является альтернативой проекту ARTag и новой разработке AprilTag. Проект ARGET развивается с 2006 года. В США в 2010 году появился слаборазвитый аналог AprilTag, в нём критерий сложности (minimum complexity: 10) для маркера № 1088 (Tag36h9.java), при аффинном повороте на 90 градусов, становится равным 7. Математический аппарат лексикографического кода ARGET разработан в Государственном университете информатики и искусственного интеллекта МОН и НАН Украины. Генерация AR-маркеров и их распознавание базируется на природе обработки изображений в компьютерной графике. В 2011 году геометрическая сложность маркеров ARGET (по аналогии с AprilTag) определяется количеством отрезков прямых линий которыми нарисован контур маркера (complexity «OutLine»: 26 штрихов).

Российские проекты

В России исследованием AR-технологий занимаются несколько авторских коллективов и компаний.

Компания 2Nova

• Реализовала проект для SonyEricsson. Интерактивные киоски и промо-сайт с дополненной реальностью стали частью кампании по продвижению SonyEricsson Red Satio^{[значимость не указана 440 дней]}.
• Для бренда Sobranie реализовала небольшой Интернет-проект с дополненной реальностью.
• В рамках сотрудничества с газетой «Мой район», запустила проект, посвященный дню Св. Валентина и 8 Марта.

Компания ведет исследования в области дополненной реальности на базе бизнес-инкубатора Ингрия.

Компания Ailove

Ведет разработку нескольких проектов:

• Сервис для визуального ориентирования с помощью мобильных телефонов. Аналог проекта Layar для телефонов на базе Symbian.
• Использование маркеров для дистанционного управления виртуальными объектами. Пример подобного проекта: распечатанная на листе бумаги форма помещается перед вебкамерой, далее эта форма управляет виртуальными объектами: при перемещении в пространстве листа с формой объекты реагируют специально запрограммированным образом (маркер как руль для виртуальной машины).
• Разработка системы дополненной реальности на основе естественных объектов. В этом проекте в качестве маркеров используются реальные объекты, а не напечатанные на бумаге штрих-коды.

Компания AR Door

Компания AR Door появилась на российском рынке летом 2009 года. В качестве официального партнера французского разработчика Total Immersion. На сегодняшний день, AR Door уже имеет в своем портфолио более 30-ти завершенных проектов с крупными интернациональными клиентами. В списке: Audi, LG, Nokia, MSD Pharmaceuticals, Аэрофлот, Ашманов и партнеры и другие.

AR Door — российский разработчик контента для LAYAR, Junaio, Nokia Point&Find. Креативное агентство, специализируется исключительно на дополненной реальности (augmented reality), основанной на запатентованной технологии D’Fusion, и осуществляет свою деятельность по нескольким направлениям.

Основные направления:

• Решения для мобильных устройств, основанные на дополненной реальности (augmented reality) — разработка и внедрение мобильных приложений на платформах iOS, Android,Symbian, Bada;
• Интерактивные решения для BTL направления, основанные на дополненной реальности (augmented reality) — интерактивные киоски для взаимодействия брендов с целевой аудиторией;
• Интерактивные решения для Events направления, основанные на дополненной реальности (augmented reality) — интерактивные стены и полы для мероприятий, интерактивные навигационные решения и прочее;

Проекты AR Door:^{[значимость не указана 440 дней]}

• Espresso Mania — дополненная реальность (augmented reality) на открытии кофейни в Мега Белая Дача;
• LG — дополненная реальность (augmented reality) для рекламной кампании, посвященной выходу новой модели 3D телевизоров;
• Audi — дополненная реальность (augmented reality) для рекламной кампании Audi A1;
• Ашманов и партнеры — AR Door дополнил доклад Михаила Шумакова с помощью дополненной реальности (augmented reality) на ежегодной конференции eTarget 2010;

Проекты AR Door, реализованные на основе GPS-based технологии:

• Estate Russia Dom.ru — первый в России слой для браузера дополненной реальности LAYAR;
• Участник РИФ+КИБ 2010 — слой позволяющий по rocid номеру найти местонахождение любого зарегистрированного участника конференции РИФ+КИБ 2010;
• Московское метро — слой с информацией о столичной подземке;
• Российские города — слой с информацией о городах РФ;
• Мировые столицы — слой с информацией о столицах мира;

Миссия AR Door — развитие российского сегмента дополненной реальности и популяризация необычных цифровых решений.

Компания REDMADROBOT

Одна из первых компаний, начавших проводить исследования в этой сфере. Работы ведутся как на базе собственных разработок технологий компьютерного зрения, так и на основе лицензированного программного обеспечения.

Некоторые реализованные проекты^{[значимость не указана 440 дней]}:

• Физическая гравитационная модель управления объектом дополненной реальности в рекламной кампании «Лабиринт вкуса Grant’s».
• Трёхмерная модель-копия автомобиля Chevrolet Camaro с возможностью её разбора на детали.
• Игра-симулятор для компании Chevrolet с бесконтактным управлением гоночными автомобилями при помощи маркеров дополненной реальности.
• Выставочный макет Калужской области и входящих в нее инвестиционных технопарков для выставки «Год России во Франции».
• Выставочный проект «умного дома» для госкорпорации «Роснано».
• Прототип, позволяющий использовать маркер для демонстрации любой модели наручных часов на запястье.
• Использование маркеров дополненной реальности в журнале «Русский Пионер».

и ряд других.

Ведет разработку проектов:

• Использование дополненной реальности для обучения школьников и студентов.
• Новая система распознавания объектов, «машинное зрение».
• Использование дополненной реальности в социальных государственных программах.

Компания Wi2Geo

Ведет разработку проекта AlterGeo:

• Глядя сквозь камеру своего мобильного устройства, пользователи теперь могут видеть всплывающие информационные сообщения о местах и друзьях, наложенные на реальное изображение окружающего: например, в 500 метрах в этом направлении находится кафе, в 710 — банкомат, а через 843 — шиномонтаж. Такие же всплывающие в соответствующем направлении сообщения расскажут о том, кто из друзей, зарегистрированных в AlterGeo, находится поблизости и на каком именно расстоянии. Приложение для iPhone 3G S использует встроенный в мобильное устройство компас, для других моделей iPhone предусмотрена линейка ручного компаса, которую прокручивает сам пользователь.

Компания EligoVision

Компания EligoVision была основана в 2005 г. и с 2008 г. успешно реализовывает собственную разработку технологии распознавания маркеров дополненной реальности. Официальное название технологии - «живые 3D метки».

Технологическое know-how и новизна технологии заключается в специальном алгоритме, заложенном в технологию их распознавания. Реализовано два направления в алгоритме распознавания маркеров дополненной реальности: на маркерной (2010 г.) и на безмаркерной основе (2011 г).

Основные направления применения технологии:

• отраслевые выставки;
• online маркетинг;
• реклама в печатных СМИ;
• места продаж (POS);
• презентации для больших аудиторий на базе AR студии.

В дополнение к технологии "живые 3D метки" компанией разработаны:

• Специальный плагин EView для просмотра приложений дополненной реальности на «живых 3D метках» прямо в браузере пользователя в режиме online;
• Интерактивная студия дополненной реальности - AR студия - система несколько камер разного стандарта, откалиброванных между собой по специальной схеме. Цель создания AR студии - решение проблемы ограничения области взаимодействия для меток дополненной реальности во время презентаций для больших аудиторий.

Все проекты EligoVision работают как на моно, так и на стереоскопических носителях (3D экранах, безочковых 3D дисплеях и 3D мониторах на базе стерео очков).

Некоторые из реализованных проектов^{[значимость не указана 440 дней]}:

• Выставочный проект: «Autodesk Форум 2011» и безмаркерный «Живой 3D план Форума» для Autodesk Форума 2011 (сентябрь 2011 г.)
• Web-проект на базе безмаркерной технологии: «Раскрась автомобиль» для издания «Практика интернет маркетинга» (июль 2011 г.)
• Выставочный проект: «МОЭСК» для ОАО «Московская объединенная электросетевая компания» (апрель 2011 г.)
• Презентационный проект: «Собери 3D логотип» для коммуникационного агентства «НестЛайн» и фармацевтической компании «Астразенека» — игра, построенная на одновременном взаимодействии 5 меток (январь 2011 г.)
• Web-проект: «Здравствуй 2011!» — новогодняя 3D игра-поздравление (декабрь 2010 г.)* Выставочный проект: «3D Лабиринт» — интерактивная игра для коммуникационного агентства «НестЛайн» (ноябрь 2010 г.)
• Web-проект: «Путешествие внутри компьютера!» — интерактивная 3D игра под Windows для компьютерного издания ComputerBild(сентябрь 2010 г.)
• Web-проект: «Девушка XXL» для глянцевого мужского журнала XXL(август 2010 г.)
• Выставочный проект: «С уверенностью в будущее» (июнь 2010 г.)
• Образовательный проект для ВВЦ: «Зеленая машина времени» (декабрь 2009 г.)

Компания Креативное Бюро «Грамматика»

• Использование дополненной реальности для презентации Спортивно-развлекательного комплекса
• Использование дополненной реальности для полиграфической продукции

Проект «Oricrafter»

Стрелки при использовании дополненной реальности

• Использование дополненной реальности при складывании оригами.
• Использование дополненной реальности для подсказок при занятиями рукоделиями.

Разработка ведется на основе технологии .Net c рядом оригинальных переписанных библиотек для расширенной реальности. Для работы пользователю необходимы:

• подключенная веб-камера
• принтер.

Принтер нужен для печати листа с баркодами (оригинальные для продукта), соответствующими выбранной пользователем модели. Кроме них на листе могут быть напечатаны линии складок. Складывая диаграмму перед веб-камерой, пользователь будет видеть на экране изображение с наложенной на него дополнительной информацией: стрелки с направлением складок, линии складок и другие подсказки.

Компания Hiimob

Ведет исследования в нескольких перспективных направлениях использования Дополненной Реальности:

• Безмаркерные привязки к любым изображениям
• Создание бесконтактных интерфейсов
• Использование Дополненной Реальности в проекционных технологиях
• Применение Дополненной Реальности в геолокационных технологиях

Компания WelCAR

Разработки и исследования:

• Cистемы обработки и анализа изображений и видео
• Системы дополненной реальности (Augmented Reality)
• Системы маркерной и безмаркерной идентификации
• Интерфейсы бесконтактного взаимодействия
• Интерактивные экраны, стены, полы с бесконтактным управлением
• Виртуальные примерочные
• Интерактивная игровая анимация

См. также

• Виртуальная реальность
• Телеприсутствие
• Semapedia
• Alternate reality game
• Системы трекинга
• Штриховой код
• Google Goggles

Литература и кинематография

• Вернон Виндж. «Конец радуг» (Rainbows End), 2006 года.
• Dennou Coil — фантастический аниме-сериал.
• Higashi no Eden — аниме-сериал.

Ссылки

• Обзор технологии ARTag
• Игра для мобильных телефонов с использованием камеры
• Нашлемные системы отображения информации
• Augmented reality browser Layar expands worldwide, eyes iPhone (англ.)
• Фестиваль Conflux игр дополненной реальности на основе GPS и акселерометра, gps-club.ru