Vr и ar что это: В чем разница между VR и AR?

Содержание

Гайд по виртуальным мирам: AR и VR

Дополненная реальность (англ. augmented reality) – это технология, которая расширяет физический мир, накладывая на него слои цифровой информации: звуки, видео, графику.

1.1. Виды AR

Обычно рассматривают четыре типа дополненной реальности:

на основе маркера (marker-based),
безмаркерная (markerless),
на основе проекции (projection-based),
на основе суперпозиции (superimposition-based).

В marker-based AR требуется конкретный шаблон, маркер, например, QR-код, поверх которого накладывается виртуальный объект.

Рис. 1. Маркерная AR

Как видно из названия, для разработки markerless приложения маркер не нужен. На окружающую среду накладывается сетка и обнаруживаются ключевые точки, к которым привязывается виртуальная модель.

Рис. 2. Безмаркерная AR

Projection-based AR разработан для того, чтобы сделать заводские предприятия умнее, безопаснее и эффективнее. Проектор устраняет необходимость в бумажных инструкциях, создавая цифровой слой практически на любой рабочей поверхности.

Projection-based AR

Superimposition-based AR частично или полностью заменяет исходное представление объекта дополненным представлением того же самого объекта.

Рис. 3. Superimposition-based AR

1.2. Софт для AR

Чтобы создать приложение дополненной реальности, понадобится набор средств разработки (software development kit, SDK). Ниже мы рассмотрели наиболее популярные SDK.

ARKit

ARKit – это SDK для создания приложений дополненной реальности и игр для iPhone и iPad. Для него характерны следующие черты:

Надежное отслеживание лиц – легко применять эффекты для лица или создавать мимические выражения.
Отслеживание уровня освещенности среды для корректной постановки светового окружения виртуальных объектов.
Обнаружение 2D-объектов: горизонтальных, вертикальных и наклонных плоскостей. То есть, к примеру, столов и стен.

Интеграция с Unity и Unreal Engine.

Reality Composer – редактор для создания 3D-моделей.

RealityKit – рендеринг и анимация.

Поддерживаемые платформы: iOS 11.0 и выше.

Цена: бесплатно.

ARCore

На ARKit компания Google ответила своей разработкой – ARCore.

ARCore использует камеру телефона для определения функциональных точек и изменения их положения во времени. Визуальная информация комбинируется с данными, полученными от датчиков, для вычисления положения и ориентация телефона в пространстве.
Обнаружение плоских и наклонных поверхностей.
Автоматическая регулировка освещенности. Например, если вы находитесь в комнате с тусклым освещением, ARCore автоматически скорректирует изображение.
Привязка виртуальных объектов (котенок) к физическим объектам (стол). Если выйти из комнаты и вернуться, котенок останется на прежнем месте.
Интеграция с Unity и Unreal Engine.

Поддерживаемые платформы: Android 7.0 и выше, iOS 11 и выше.

Цена: бесплатно.

Vuforia

Официальный сайт. Особенности:

Распознавание текста и различных типов визуальных объектов (коробка, цилиндр, плоскость).
Поддерживает создание маркерных и безмаркерных AR.
3D-сканирование окружения.
Обнаружение нескольких объектов.
Режим Simulation Play, позволяющий проходить сквозь или вокруг 3D-модели и наблюдать за этим на компьютере.
API: C# для Unity, С++ для iOS, Java для Android.

Поддерживаемые платформы: Android 4.4.4 и выше, iOS 11 и выше.

Цена: от 99$/мес.

EasyAR

Официальный сайт. Характеристики:

Сканирование среды и генерация 3D-сетки в реальном времени.
Совместимость с Android смартфонами, которые ARCore не поддерживает.
Отслеживание 3D объектов.
Распознавание и отслеживание плоских изображений в режиме реального времени.
Запись экрана в форматах H.264/AAC/MP4.
Интеграция с Unity.

Поддерживаемые платформы: Android, iOS.

Цена: бесплатно.

Lens Studio

Официальный сайт. Возможности:

Отслеживания лица, шеи, локтей, рук.

Изменение цвета волос и наложение масок на лица.

Отложенная публикация «линз».

Создание 3D-моделей без написания кода в Material Editor.

Поддерживаемые платформы: Snapchat.

Цена: бесплатно

Spark AR

Официальный сайт. Функции:

Создание масок для Instagram.

Цветовые фильтры.

Трекинг лица, частей тела.

Поддерживаемые платформы: Instagram.

Цена: бесплатно

Виртуальная реальность (англ. virtual reality) – компьютерная симуляция альтернативной реальности.

2.1. Виды VR

Автономная VR работает сама по себе, без необходимости использования дополнительного внешнего оборудования (компьютер, консоль), например, Oculus Quest. Всё, что нужно, – это гарнитура и контроллеры VR.

Oculus Quest

VR на базе ПК – это любые гарнитуры, требующие постоянного подключения к ПК, такие как: PC Oculus Rift S, Valve Index, HTC Vive, Pimax и Windows Mixed Reality.

HTC Vive

Когда говорят о VR для консоли, обычно имеют ввиду PlayStation VR для PlayStation 4.

Рис. 4. PlayStation VR

2.2. Типы отслеживания движения

Наиболее распространенный способ отслеживания движений – система Inside-Out с камерами, встроенными в гарнитуру. Такой подход реализован в Oculus Rift S, HTC Vive Cosmos и всех гарнитурах Windows Mixed Reality.

Существует также схема отслеживания Outside-In с размещением базовых станций в углах комнаты, помогающих гарнитуре и контроллерам отслеживать их точное местоположение (HTC Vive Cosmos Elite, Valve Index).

Рис. 5. Отслеживание Outside-In и Inside-Out

В продвинутых гарнитурах используют одновременную локализацию и построение карты (SLAM), отслеживающую особенности физической среды, окружающей человека.

Пример работы SLAM

2.3. Базовые термины и понятия

Поле зрения (FOV). В контексте гарнитур VR поле зрения относится ко всему, что вы можете видеть в виртуальном мире при использовании гарнитуры.

Рис. 6. Поле зрения (FOV)

Степени свободы (DoF). Чем больше степеней свободы, тем больше физических движений будет отслеживаться гарнитурой. 3DoF (3 степени свободы) отслеживает только перемещение головы: крен, тангаж, рыскание, но не положение в пространстве по координатам (x, y, z). В современных гарнитурах используется 6DoF, отслеживающий как движения головы, так и ее координаты.

Рис. 7. Степени свободы 3DoF и 6DoF

Frames Per Second (FPS) – количество кадров в секунду.

Screen Resolution – количество пикселей, отображаемых на экране.

Spatial Audio (3D аудио) – пространственное звучание (используется для создания звука, который исходит из определенной точки виртуального мира).

Рис. 8. Spatial Audio (3D аудио)

2.4. VR через веб-браузер

WebGL – кроссплатформенный API для 3D-графики в браузере. Исполняется как элемент HTML5 и поэтому является полноценной частью объектной модели документа (DOM API) браузера. Может использоваться с языками программирования, поддерживающими DOM API: JavaScript, Rust, Java, Kotlin и др.

Для упрощения работы с WebGL существуют различные фреймворки. Все они распространяются под свободной лицензией (MIT, Apache 2 или BSD), написаны на JavaScript и имеют сходный набор функций: работа с геометрией, материалом, светом, анимацией, камерами, шейдерами, текстом и 3D-аудио. Вот некоторые из них:

2.5. Программное обеспечение

Blender

Blender – это профессиональное и свободное ПО, предназначенное для создания трехмерной компьютерной графики . Он включает в себя инструменты для моделирования, анимации и рендеринга.

Unity

Unity является наиболее распространенным инструментом для разработки VR. С его помощью можно импортировать модели, созданные в Blender, настроить взаимодействие с этими моделями, а также их физику. Для скриптинга используется C# и UnityScript, напоминающий JavaScript. На этом движке можно создавать приложения для WebGL, Oculus Rift и HTC Vive. Также есть интеграция с ARCore, ARKit.

Цена: бесплатно и не требует отчислений с прибыли.

Ограничение: объем привлеченных инвестиций не более 100 тыс. долл. за последние 12 мес.

Unreal Engine

Основной конкурент Unity – Unreal Engine. В нем можно писать на C++ и Blueprints (визуальное программирование). Поддерживаемые платформы: AR (Android, iOS), VR (Google VR, Oculus, Gear VR, SteamVR, Windows MR)

Цена: бесплатно.

Ограничение: 5% от выручки с продаж, если ежеквартальная выручка превышает 3 тыс. долл.

Сравнение Unreal Engine и Unity

3.1. AR

3.2. VR

***

Итак, для разработки AR-приложений основными инструментами являются ARkit и ARCore. Если вы пишете на JavaScript, обратите внимание на AR фреймворки, работающие через веб-браузер. С языками в VR всё очевидно: C# в Unity, C++ в Unreal Engine. Рынок AR и VR будет расти, так что успейте запрыгнуть в поезд, пока он не ушел!

различия технологий и сферы применения — Gamedev на DTF

Технологические компании, такие как Apple, Microsoft, Samsung и многие другие, все активнее используют технологии реальности в своих разработках. На данном этапе даже социальная сеть Facebook намерена применить виртуальную реальность (VR) для широкого круга своих пользователей.

Но далеко не у всех людей есть четкое понимание разницы между технологиями AR, VR и MR. Обычному пользователю сложно разобраться в их различии, например, чем отличается AR, которой пользуются миллионы владельцев iPhone в Apple ARKit, от смешанной реальности (MR), применяемой Microsoft или виртуальной реальности (VR), используемой Samsung в своих разработках.

Я попробую помочь разобраться в различии данных технологий и почему многие компании в том числе и игровые уже сегодня успешно используют их в своих разработках.

Что представляет собой мир виртуальной реальности (VR)?

Современное сообщество достаточно широко трактует термин «виртуальная реальность», но в нескольких словах все эти пояснения определяют искусственную цифровую среду, заменяющую наш реальный мир, где пользователи точно также слышат звуки и видят искусственные образы вокруг себя, словно находясь внутри его. Оказаться в компьютерном мире человек может при помощи специальной VR-гарнитуры, дающей возможность погрузиться в виртуальную реальность передвигаться и взаимодействовать внутри нее с цифровыми образами.

Традиционно используются два типа виртуальных гарнитур, автономные и с подключением.

Подключаемые гарнитуры

VR-гарнитуры, для работы которых требуется подключение к компьютеру или другому устройству игровой консоли, принято называть подключаемыми. Современная технологическая промышленность создает компьютеры огромной мощности, позволяющие получить весьма убедительную и реалистичную картинку цифрового виртуального пространства.

Используя VR-гарнитуру в комплекте со специальными контроллерами, пользователь получает отличную возможность фактически полностью погрузиться в виртуальную среду и получить в полном объеме отличный опыт взаимодействия внутри нее.

В числе наиболее популярных виртуальных гарнитур с подключением можно назвать HTC Vive, PlayStation VR, Samsung Odyssey + и Oculus Quest. Но, недостатком их является высокая стоимость и далеко не каждый пользователь готов выложить кругленькую сумму.

Автономные гарнитуры

Более бюджетной альтернативой гарнитурам с подключением к персональным компьютерам являются автономные гарнитуры, позволяющие ощутить не менее качественную виртуальную реальность без необходимости подключения к игровой консоли или ПК.

Некоторые из них могут использовать экран смартфона для получения виртуальной реальности, для чего достаточно вставить смартфон в гарнитуру. К этому типу относятся Samsung Gear VR, Google Cardboard и Google Daydream.

Для других автономных гарнитур не требуется ни смартфон, ни компьютер. Они способны работать п

Виртуальная и дополненная реальность (VR и AR) – что это?

Эх, технологии. Как же стремительно вы развиваетесь! Каждый день крупные компании работают над сотнями проектов, которые должны делать нашу жизнь проще. И это не значит, что весь их труд направлен на разработку систем, которые должны исключительно помогать пользователю. Многие разработки несут в себе одну задачу (ну, или не одну) – развлечь. Сегодня мы поговорим о двух потрясающих технологиях, которые за последние годы успели плотно войти в нашу жизнь. Вы о них точно слышали – виртуальная и дополненная реальность (VR и AR). Практически любая компания, занимающаяся разработкой электроники (компьютеры, смартфоны и т.д.), заинтересована в ее развитии. Да и пользователям они интересны. Но что это такое – виртуальная и дополненная реальность? Сейчас расскажем.

Виртуальная и дополненная реальность – что это?

Виртуальная реальность представляет собой вполне себе мир, но только создается он при помощи технических средств, человек воспринимает его посредством органов чувств. Технология VR может имитировать не только само воздействие, но и реакцию на такое воздействие.

Дополненная реальность – дополняющие реальное окружение технологии путем добавления различной сенсорной информации. Невзирая на наименование, такие технологии могут не только дополнять в мир данные виртуального характера, но и устранять некоторые объекты из окружения. Потенциал дополненной или виртуальной реальности может быть ограничен только возможностями используемых программ, приложений или устройств.

Разница между двумя VR и AR заключается в следующем:

VR изолирует пользователя от внешнего мира и погружает в цифровую, виртуальную вселенную. Если вы надели очки виртуальной реальности, и на месте вашей комнаты появилось поле боевых действий в самый разгар схватки, то это VR.
Технология AR может в окружение добавлять цифровые элементы. Если в тот момент, когда вы идете по тротуару, перед вами внезапно возникает покемон, то это AR.

История виртуальной и дополненной реальности

Считается, что развиваться виртуальная реальность начала еще в пятидесятые годы прошлого столетия . Организация под названием Philco Corporation в 1961 году сумела разработать первые прототипы шлемов для виртуальной реальности, которые планировалось использовать в решении военных задач. И это является первым применением VR-технологии в жизни. Но если следовать ныне существующей классификации, то такая система должна быть отнесена, пожалуй, к AR-технологии.

Создателем технологии виртуальной реальности можно считать человека по имени Мортон Хэйлиг . В 62-ом году прошлого века он получил патент на стимулятор под названием «Сенсорама». Конструкция был весьма габаритным устройством, которое внешностью было похоже на игровой автомат, и предоставлял возможность пользователю погрузиться в реальность, воссозданную цифровым путем. К примеру, провести тест-драйв мотоцикла на улицах Бруклина. Но инвесторы не испытали доверия к такому изобретению, и Хэйлиг был вынужден остановить процесс разработки.

Спустя несколько лет после этого аналогичный аппарат для погружения в виртуальную реальность был представлен гарвардским профессором А. Сазэрлендом, создавшим со студентом Б. Спраулом систему под названием «Дамоклов меч» на базе дисплея, надевающегося на голову. Очки были прикреплены к потолку, и посредством компьютера происходила трансляции изображения. Невзирая на громоздкость изобретения, оно получило повышенное внимание со стороны НАСА и ЦРУ.

Через двадцать лет корпорация VPL сумела разработать инновационное оборудование для воссоздания виртуального мира – очки под названием EyePhone и перчатку DataGlove. Именно основатель компании и ввел в обиход выражение «виртуальная реальность».

Непосредственно до 1990 года технологии VR и AR находились в плотной связи друг с другом, но затем ученый Т. Кодэл предложил ввести термин дополненной реальности. И спустя два года была разработана самая ранняя система AR для военно-воздушных сил Штатов. Экзоскелет, созданный Л. Розенбергом, давал военным возможность виртуального управления машинами, при этом располагаясь в центре удаленного контроля и управления.

В начале 21 столетия игра Quake предоставила возможность игрокам гнаться за чудовищами на реальных улицах. Впрочем, игровой процесс можно было осуществить лишь надев шлем виртуальной реальности, поэтому игра не получила особую популярность, но это явилось предпосылкой к тому, чтобы в современном мире появилась знаменитая Pokemon Go.

И только пять лет назад случился истинный бум . В августе 2012 года стартап под названием Oculus создал кампанию, пытаясь собрать достаточно денежных средств для разработки шлема виртуальной реальности. Спустя три с небольшим года был запущен процесс предпродаж первого серийного шлема для воссоздания VR-технологии.

Какие устройства используются для того, чтобы погрузиться в VR и AR?

Для этого могут быть использованы шлемы и ряд других устройств:

комплексы для трекинга движений тела, головы, глазных яблок;
перчатки;
трехмерные контроллеры;
датчики для обеспечения реалистичности виртуальных ощущений.

Шлемы могут быть:

мобильного формата;
предназначенные для ПК;
консольного типа.

Где применяются виртуальная и дополненная реальность?

Видеоигры. Сфера является приоритетной для этих технологий. Катализатором этого становится то, что игровые проекты в настоящее время активно развиваются технически и в программном плане. Игровое сообщество планеты очень ждет, когда на рынке появятся технологии виртуальной и дополненной реальности.
Мероприятия, транслируемые в прямом эфире. При помощи использования технологий зрители смогут испытать ощущение присутствия непосредственно на площадках мероприятий. Это может решить вопрос приобретения билетов, которые обходятся порой в круглую сумму. Упор производится на мероприятия спортивного характера. Сидеть у реки с удочкой и смотреть важный матч Лиги Чемпионов как будто вы на стотысячном стадионе – не мечта ли?
Парки с виртуальной и дополненной реальностью. Могут создаваться парки развлечений, которые будут использовать технологии. Проблемой является то, что все актуальные нынче очки и шлемы для погружения в цифровой мир нуждаются в кабельном подключении к консоли или же компьютеру.
Кинематограф: фильмы и сериалы. Если в киноиндустрии будет применяться технология виртуальной или дополненной реальности, то это может существенно изменить кинематограф, который стал для множества людей чем-то привычным. Зритель сможет вместо отстраненного просмотра испытать полное погружение в действия на экране. 3D будет просто курить в сторонке.
Использование современных гаджетов как платформы для технологий VR и AR. Компания из Японии IG Port сумела разрешить две, почти несвязанных между собою, проблемы. Добавить зрелищности современным смартфонам и позволить владельцам парков развлечений привнести новшества в их услуги можно путем создания видеороликов, оформленных в соответствии с виртуальной или дополненной реальностью. Они предназначены для того, чтобы просматривать их на дисплее мобильного устройства. Это достаточно упрощает процесс обслуживания различных аттракционов.
Сфера продаж. Существует прогноз, что уровень, на котором взаимодействует пользователь с современными технологиями, станет более облегченным и интуитивно понятным. Область онлайн-продаж составляет порядка 5-6 процентов от общего глобального товарооборота. И множество компаний планируют запускать продажи в сфере дополненной или виртуальной реальности.
Продажа недвижимого имущества. Благодаря использованию технологий дополненной и виртуальной реальности, есть возможность привлечения потенциальных покупателей в эту область. Сейчас проводятся тестовые запуски просмотров жилых помещений, используя цифровое пространство.
Образование. Посредством применения VR и AR, студенты и учащиеся получат возможность взаимодействия с различными предметами, погрузившись в цифровой мир, или принимать участие в неоценимых событиях истории человечества. Окунуться в мир юрского периода? Не вопрос! Воочию увидеть самые отдаленные уголки вселенной? Пожалуйста!
Здравоохранение. Каким образом можно применять виртуальную и дополненную реальность в этой сфере:

облегчить и упростить труд врачей;
проводить терапию фобий и психических отклонений;
проводить приемы посредством общения в виртуальном мире.

Разработка контента для VR и AR

Производители устройств, служащих для применения технологий виртуальной и дополненной реальности, прекрасно осознают, что без контента любые очки и прочие устройства – груда пластмассы и электроники. Пользователи нуждаются в особых ощущениях, а без соответствующего контента этого не достичь. По этой причине чуть ли не каждая крупная корпорация на планете занимается решением этого вопроса.

Компания Sony основала студию, в которой планируется разрабатывать уникальные игры, к тому же, там работает порядка двух сотен команд, которые заняты разработкой контента. К исходу нынешнего года планируется релиз примерно пятидесяти игр для того, чтобы посетить виртуальную реальность.

Многие из компаний, по праву считающихся гигантами в сфере создания игр – Юнити, Эпик Геймс, Крайтек – тоже сделали заявление о том, что приступают к рабочему процессу по разработке игр, предназначенных для виртуального мира. Компания под названием Oculus не только производит специальные фильмы для технологий VR и AR, но и является инвестором в сфере разработки игрового контента. На основе движка Source 2 организацией Valve разрабатывается собственная платформа для VR.

Множество площадок, на которых продается и продвигается контент для виртуальной реальности, также не отстают, внося свой вклад. Создаются новые интернет-магазины, где становится возможным приобретение видеоигр или роликов для VR-шлемов.

Проблемы использования технологий VR и AR

При столь заметном прогрессе этих технологий виртуальной и дополненной реальности, пока еще не разгадано, каким образом работает мозг человека. И именно поэтому нет такой возможности, чтобы внедрить систему альтернативного информирования человека об окружающем мире, ведь органы чувств и мозг развивались на протяжении долгих десятков тысяч лет именно под «реальную реальность».

Существует целый ряд проблем, и каждая из них основывается на особенностях восприятия человеком окружающей действительности. Одновременно мозг получает и анализирует информацию от разнообразных источников. Помимо зрения, мы можем почувствовать прикосновение пальцев, холод или жару, положение в пространстве, запахи. И все это после анализа формирует единую картину реальности. Если в одном источнике информации происходят изменения, то это находит подтверждение и со стороны другого. Если же так не происходит, то наступают разнообразные побочные эффекты – от усталости и тошноты, до головных болей.

Одним из самых неприятных эффектов, которые проявляются при использовании очков виртуальной реальности, является укачивание. В процессе просмотра картинок в VR шлемах изображения изменяются, при этом человек не меняет положение туловища. И когда персонаж, допустим, наклонился, то и сам человек должен ощутить точно такой же наклон. В момент ходьбы – необходимо испытывать толчки в ногах. Весь этот набор мелких мышечных напряжений в реальном мире получает синхронизацию с тем, что мы видим, и поэтому мы даже не задумываемся о привычности и естественности таких процессов. Но в момент, когда человек примерил VR-очки, дискомфорт, который возникает, является достаточно заметным и ощутимым.

То же касается практически всех аспектов поведения тела человека. В очках виртуальной реальности мы видим область прямо перед собою, а в момент, когда человек смотрит на горизонт, хрусталик фокусируется специфическим образом. С фокусировкой отдельно также возникают вопросы, потому как в шлемах резкость возникает там, куда необходимо смотреть согласно тому, как было предусмотрено разработчиками. В жизни резкость находится там, куда мы и смотрим сами.

Иным неприятным аспектом являются задержки. При шевелении конечностями мозг пользователя уже получил информацию о том, что произошло движение, а зрение еще не успело подтвердить полученную информацию.

Будущее виртуальной и дополненной реальности

Несмотря на те проблемы психофизиологического характера, что возникают в процессе использования технологий VR и AR, рост инвестиций в эту область остается взрывным. Это вызвано множеством сообщений ряда ученых и маркетологов, чье мнение пользуется уважением в обществе. К двадцатому году нынешнего столетия прогнозируется, что рыночная стоимость сферы виртуального мира может достигать до 70 млрд долларов. Продано в тот же год, по прогнозам аналитиков, порядка 50 млн. устройств.

Но не все аналитики придерживаются столь оптимистичных предсказаний насчет дополненной и виртуальной реальности. Некоторые из экспертов с опаской заявляют, что ситуация может пойти по такому пути развития, как это было в 83 году прошлого века. Именно тогда случился обвал в индустрии видеоигр. Рынок обвалился на рекордные 97 процентов. Для того, чтобы вернуть доверие пользователей, потребовалось несколько лет.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Похожее

Технологии виртуальной и дополненной реальности для образования ⋆

В статье рассматриваются идеи и уже существующие примеры использования технологий дополненной и виртуальной реальности (AR и VR) в образовании. В начале статьи дается краткий обзор технологий, даются основные определения, описывается техническая часть. Далее рассматривается существующий опыт применения этих технологий: приложения, организации, исследования. В последнем разделе предлагаются идеи для применения в образовании. В заключении указываются основные проблемы и трудности, которые могут возникнуть в процессе внедрения этих технологий.

Бутов Роман Александрович,
инженер ИБРАЭ РАН, аспирант

Григорьев Игорь Сергеевич,
методист Ресурсного центра ГБПОУ “Воробьевы горы”

Обзор технологий

Виртуальная и дополненная реальности (VR и AR) – это современные и быстро развивающиеся технологии. Их цель – расширение физического пространства жизни человека объектами, созданными с помощью цифровых устройств и программ, и имеющими характер изображения (Рис. 1).

На рисунке 1а показано изображение, которое видит пользователь через специальные очки виртуальной реальности (далее – VR). Изображение разделено на две отдельные картинки для каждого глаза и специально искажено, чтобы создать для глаз иллюзию трехмерного пространства. Если человек перемещается или просто поворачивает голову, то программа автоматически перестраивает изображение, что создает ощущение реального физического присутствия. С помощью контроллеров (джойстиков и т.п.) пользователь может взаимодействовать с окружающими предметами, например, он может поднять камень и бросить его с горы – встроенная в программу физическая модель просчитает полет этого камня, что еще больше создаст иллюзию реального пространства.

На рисунке 1б показано приложение, использующее технологии дополненной реальности (далее – AR). В этом приложении можно размещать изображения мебели на изображении с камеры телефона, но за счет их деформаций у пользователя создается впечатление, что он видит реальный предмет, располагающийся в комнате. Важно, то, что в этом случае реальность (комната) дополняется виртуальным креслом, и соответствующая технология будет называться дополненной реальностью. Создание дополненной реальности возможно не только с помощью смартфонов, но и других технических средств, например, посредством специальных очков. В этом случае, виртуальное изображение достраивается на поверхности линз очков.

Рисунок а

Рисунок б

Рисунок 1. Примеры технологии виртуальной (а) и дополненной реальности (б)

В качестве устройств на данный момент используются: очки виртуальной и дополненной реальности, контроллеры, наушники, смартфоны, планшеты. Эти устройства позволяют человеку видеть и слышать цифровые объекты (Рис. 2). В ближайшем будущем, ожидается появление перчаток с обратной связью, позволяющих человеку осязать цифровые объекты (Рис. 3).

Рисунок а

Рисунок б

Рисунок в

Рисунок 2. Устройства для VR и AR: очки с наушниками (а), контроллеры (б), смартфоны и планшеты (в)

Рисунок 3. Прототип перчаток с обратной связью

Программы создаются, как правило, на тех же платформах, на которых разрабатывают компьютерные игры (Unity [1], Unreal Engine [2], и т.д.), с помощью различных инструментов для разработки программ виртуальной и дополненной реальности (Steam VR [3], Google VR [4], Oculus [5], Windows Mixed Reality [6], Google ARCore [7], Apple ARkit [8], Google Tango [9], Vuforia [10] и т.д.).

Прототипы устройств и первые использования терминов VR и AR существовали еще в середине 20 века, но современная терминология была сформирована в начале 90-х годов. Для VR в работе Джарона Ланье (Jaron Lanier) [11], для AR в работе авторов Коделла, Томаса и Мизелла (Caudell, Thomas P., and David W. Mizell) [12].

Вследствие бурного развития технологий, терминология постоянно изменяется. Однако, понятие реально-виртуального континуума (reality-virtuality continuum), предложенное в работе Милгрэма, Поула и др. (Milgram, Paul, et al.) [13] остается актуальным и по сей день и является основополагающим для последующих. На рисунке 4 показана иллюстрация для определения понятия реально-виртуального континуума.

Рисунок 4. Реально-виртуальный континуум.

Все технологии, связанные с расширением реальности посредством цифровых объектов (возможно, что и не только цифровых), располагаются между двумя полярными вариантами возможных реальностей: реальностью (reality), в которой мы с вами живем, и виртуальной реальностью (virtual reality, VR). Реальность – это абсолютное отсутствие дополнительных объектов в физическом пространстве, т.е. само физическое пространство. Виртуальная реальность – это абсолютное отсутствие реальных объектов. Множество этих технологий называется смешанной реальностью (mixed reality, MR). На практике оно часто разбивается на подмножества. Двумя классическими подмножествами являются дополненная реальность (augmented reality, AR) и дополненная виртуальность (augmented virtuality, AV). В первом случае подразумеваются технологии, дополняющие реальность различными объектами, во втором, дополняющие виртуальную реальность реальными объектами.

В качестве примера можно привести технологию, которая погружает вас в Древний Рим. Если эта технология дополняет окружающее вас пространство различными объектами из той эпохи (мечи, доспехи, глиняные кувшины, храмы, арены), то это будет считаться AR технологией, если же вас переносят в древний город, с его архитектурой, людьми, погодой, событиями, и т.д., но, к примеру, лица этих людей будут транслироваться из окружающего мира, то это технология дополненной виртуальности (далее – AV). На сегодняшнем уровне развития, технология AV практически не используется, но в будущем она может стать гораздо более впечатляющей, чем AR и VR.

Говоря о прогнозах развития технологии, часто предполагается смещение существования человека в пространство смешанной реальности (MR), что уже наблюдается вследствие развития интернета и мобильных устройств. В рамках виртуально-реального континуума мобильные устройства можно считать технологией дополненной реальности AR, так как они дополняют окружающий мир дополнительной визуальной, звуковой и отчасти тактильной информацией. В короткометражном фильме антиутопии режиссер Кейши Матсуда (Keiichi Matsuda) [14], показывает результат такого движения, который автор называет чрезмерной или сверх-реальностью (hyper reality). Сможет ли человек в том виде, в котором он есть сейчас существовать в подобном мире? Это остается вопросом.

Имеющийся опыт применения в образовании

В последнее десятилетие, благодаря уменьшению стоимости устройств, технологии стали более доступны широкому кругу пользователей. Что, в свою очередь, привело к росту числа программ (приложений) по различным тематикам. Для VR это в основном игры от 1 лица в жанре шутер или записи камер 360 градусов (прыжки парашютистов, достопримечательности, дикая природа, подводный мир, динозавры и т.д.), для AR приложения для изменения лиц пользователей, измерения расстояний объектов реального мира, различные головоломки, а также обучающие программы (в основном, по анатомии и астрономии).

Если говорить о применении в образовании, то для виртуальной реальности это изучение природы [15, 16], проведение лабораторных работ по физике [17], изучение динозавров [18], путешествие по планетам [19], астрономии [20] и многое другое. Для AR это изучение анатомии [21], химии [22, 23], астрономии [24, 25].

Технологии VR и AR часто упоминаются в программах иммерсивного обучения (immersive education) [26-31]. Такие программы включают в себя использование современных информационных технологий в процессе обучения, который проходит внутри различных виртуальных миров и симуляций, причем часто в игровой форме. Такой вид обучения способствует повышению вовлеченности, коммуникаций между обучаемыми и интереса к предмету.

В рамках академических исследований, на тему влияния технологий дополненной реальности на процесс обучения, было проведено десятки работ (наиболее полный обзор представлен в одной из указанных в списке источников работе – [32]). В обзоре отмечено улучшение успеваемости обучаемых, понимания материала, повышение уровня мотивации. Также растет степень вовлеченности в процесс обучения и интереса к изучению предмета, повышается уровень коммуникации между студентами.

Основные проблемы, с которыми сталкивались преподаватели – это дополнительное время, затраченное на скачивание приложений, обучение работе с ними обучаемых, плохая работа геолокации, иногда низкое качество отклика моделей, трудности у студентов с работой в формате AR. В целом, все проблемы связаны с недостатком опыта в работе с AR и пока еще несовершенством технологии. В дальнейшем, с развитием технологии, эти проблемы будут устранены.

Идеи для применения

В данном разделе представлены лишь некоторые идеи того, как могут быть использованы возможности технологий AR и VR в сфере образования.

a) виртуальная реальность (VR)

Возможность этой технологии погружать человека в виртуальный мир определяет основное направление для ее развития в образовании. Все то, что не может быть создано в реальном мире по техническим, экономическим или физическим причинам, может быть создано в мире виртуальном. Возможность побывать там, где в реальности побывать трудно или невозможно. Увидеть электрические и магнитные поля, доисторических животных, подводные миры, древние страны, планеты и астероиды. Также эта технология может открывать некоторые вещи по-новому, к примеру, живопись, есть приложение, которое погружает вас в картину Ван Гога «Ночное Кафе» [33]. Такие приложения могут по-новому открыть живопись в веке кино и компьютерных игр.

В физике, эта технология может позволить проводить лабораторные работы в современных лабораториях. К примеру, почему бы не смоделировать наиболее известные исследовательские проекты последних лет: большой андронный коллайдер или детектор гравитационных волн и провести в них лабораторные работы? Это позволит заинтересовать обучаемых, показывая им современное состояние науки, а не то, при котором учились еще их деды и прадеды (что конечно, тоже имеет значение).

При изучении иностранных языков, большой прогресс в обучении достигается при живом общении с носителем. Но если такого человека найти трудно или трудно технически доставить его в аудиторию. Виртуальная реальность уже сейчас позволяет попадать в пространства, где можно не только общаться, но и взаимодействовать с другими пользователями [34-36]. Например, можно перенести группу, изучающих японский язык в России, и группу, изучающих русский язык в Японии, в одно пространство, где они могли бы общаться, выполнять задания. А на следующее занятие, например, с группой из Испании. Такой интерактивный формат будет интересен обучаемым в любом возрасте. Проводить же такие встречи вживую или даже с использованием видеоконференций связи было бы не так эффективно, но более трудоемко и затратно.

В изучении истории, обучаемые могут ознакомиться с трехмерными экспонатами музеев мира. А также с воссозданными городами, битвами или другими историческими событиями. Например, можно не только воссоздать Бородинскую битву, но и позволить обучаемым в ней поучаствовать и принимать свои собственные, а также коллективные решения. Таким образом, это будет новым шагом развития после создания Бородинской панорамы в Москве.

В области географии современное развитие камер 360 градусов, позволяют пользователям снимать трехмерные панорамы и видео. Многие исследователи, путешественники и просто туристы снимают множество материала и выкладывают его в открытый доступ. Это видео про горы, океаны, полеты, вулканы, полюса. Использование такого материала на занятиях, позволит обучаемым увидеть далекие уголки нашей планеты и поддержать их интерес к путешествиям.

В биологии технология открывает возможность масштабироваться до размера органов, клетки или даже молекулы ДНК [37-38]. Интерактивные возможности позволяют не только увидеть статическую картину, но и посмотреть, к примеру, процесс репликации ДНК.

В области химии приложения позволяют проводить опасные или дорогостоящие опыты [39-40]. Изучать строения атомов и молекул. Наблюдать за химическими превращениями в динамике.

В области литературы можно, например, визуализировать наиболее яркие моменты художественных произведений. Интересным видится совмещение материала и события. Например, побывать на экзамене в Царскосельском лицее и увидеть, как Пушкин читает «Воспоминания в Царском Селе». Конечно, голоса поэта и главное той энергии уже не воссоздать, но такой формат позволит обучаемым почувствовать ту атмосферу, которая царила в то время.

b) дополненная реальность (AR)

Визуализация алгебраических поверхностей, как второго, так и более высоких порядков. На рис. 5 показаны алгебраические поверхности 2 порядка при их отображении с помощью технологии AR. Обучаемый получит возможность качественно изучить поверхность как реальный объект перед собой, а не на экране компьютера и, тем более, книги, а также изменять параметры в реальном времени и видеть результат. Все это должно способствовать лучшему пониманию структуры уравнений (интерактивное изменение параметров) и трехмерной формы поверхностей.

Рис. 4. Алгебраические поверхности 2 порядка

Аналогичные визуализации можно создавать для поверхностей более высокого порядка (рис. 5).

Рис. 5. Алгебраические поверхности порядка больше 2: (a) Диагональная кубическая поверхность Клебша, (б) Лента Мебиуса, (в) Бутылка Клейна

Основным направлением для применения в физике является визуализация уравнений математической физики. При этом показывается решение в виде физического процесса. Обучаемый сможет динамически изменять параметры уравнения и видеть влияние этого изменения на результат.

Интересным видится визуализация фазовых диаграмм, в частности pvt-диаграммы (фазовой диаграммы) воды (рис. 6). На диаграмме возможно отображение физических процессов: изобарного, изохорного, изотермического, адиабатного и политропных процессов. Студент будет видеть полную картину процесса, а не проекции на определенные плоскости, интерактивно менять точки начала и окончания процесса, видеть дополнительную информацию о процессе (выделяемая/поглощаемая энергия, параметры в начале и конце).

Рис. 6. Фазовая диаграмма воды

В химии отображение атомных орбиталей (рис. 7) поможет лучше понять и запомнить их строение. Визуализация строения молекул (рис. 8), позволяет увидеть различные химические связи в пространстве.

Рис. 7. Фазовая диаграмма воды

Рис. 8. Молекула кофеина

В машиностроении визуализация моделей оборудования с возможностью воспроизведения анимации, показывающей принцип их работы. Для насосов и турбин можно размещать рядом фазовую диаграмму среды с нанесенным на ней физическим процессом. На рис. 9 показан снимок из AR приложения, где показана АЭС с реактором ВВЭР мощностью 1200 МВт. В приложении отображаются основные конструкции, оборудование и анимируется движение среды.

Рис. 9. AR приложение с АЭС ВВЭР 1200

Выводы

Сегодня в реальности массового общего образования представить себе использование технологий дополненной и виртуальной реальности достаточно тяжело. И дело не в финансовой составляющей – мы знаем успешный пример амбициозного проекта «Московская электронная школа», в рамках которого подобные технологии используются в некотором объеме. По нашему мнению, основные трудности связана с:

Жесткостью программы, которую необходимо успешно усвоить ученикам в рамках общего образования. Несмотря на то, что технологии виртуальной и дополненной реальности имеют большой потенциал для повышения успеваемости обучаемых, они же могут существенно отвлекать. Примеры использования технологии говорят об увеличении вовлеченности и повышении интереса к процессу обучения. Некоторые исследователи делают вывод, что эти факторы ведут к повышению успеваемости обучаемых. Однако, в случае излишнего увлечения формой в ущерб содержанию эффект может быть обратным.
Использование подобных технологий, вероятно, может давать большой эффект, но использование в рамках стандартного школьного урока в 45 минут будет приводить к существенному нарушению программы, так как временные затраты на работу с материалом с использованием данных технологий так или иначе будут изменять план учебных занятий.
Внедрение подобных технологий связано с несколькими трудностями, которые носят финансовый характер: дороговизна оборудования, отсутствие большого числа качественных приложений и, соответственно, необходимость их разработки, небольшой опыт пользования данной технологией у преподавателей, которых необходимо дополнительно обучить.
Скромное количество и разнообразие существующих приложений с использованием технологий AR и VR, особенно специально созданных для образования, является еще одним «тормозом». Для того, чтобы изменить ситуацию, безусловно, необходима государственная поддержка таких проектов, государственный заказ. Создание даже небольшого приложения виртуальной реальности, к примеру, в области истории, требует работы множества специалистов: историков, художников, программистов, культурологов и др. Подобные ресурсы возможно найти или при наличие серьезных ресурсов и запроса со стороны государства или крупного бизнеса, либо в случае, когда интересы различных сторон пересекаются.

Какие есть способы преодолеть эти трудности? Основной наш тезис заключается в том, что в настоящий момент использование технологий дополненной и виртуальной реальности наиболее адекватно в области дополнительного образования, которое может служить проводником новых идей, не столь жестко структурировано, как общее образование.

Проиллюстрируем как дополнительное образование может преодолевать трудности, пройдясь по указанным выше пунктам потенциальных проблем внедрения технологий.

Дополнительное образование имеет гораздо гибкую по сравнению с общим образованием систему устройства. Программы различных уровней, различная продолжительность занятий, привлечение педагогов из профильных организаций на частичную занятость. Возможности сотрудничества с профильными промышленными предприятиями, вузами позволяет привлечь компетентных специалистов, а также потенциально дает возможность найти способы решения вопросов по необходимому оборудованию. Особенно интересен вариант сотрудничества с другими организациями, например, музеями, которые могут быть заинтересованы в подобных технологиях. Уже сейчас существуют экскурсии и специально созданные экспозиции, где активно используются возможности AR и VR. Так почему не создавать и использовать высокотехнологичный продукт для совместного использования? Ведь они могут быть включены как элементы программ по многим направлениям дополнительного образования.

Отдельно стоит сказать о необходимости не только обучения с помощью технологий AR и VR, но и обучения компетенциям по созданию продуктов, использующих эти технологии. Предпрофессиональное и профессиональное образование обязательно должно обратить внимание на эти направления подготовки. В настоящий момент разработка виртуальной и дополненной реальности входит в список компетенций такого мероприятия как «Ворлдскиллс Россия» [41], что отражает востребованность современным обществом специалистов в данных направлениях.

Ссылки

Программа Unity https://unity3d.com
Программа Unreal Engine https://www.unrealengine.com/en-US/what-is-unreal-engine-4
Программа SteamVR https://developer.valvesoftware.com/wiki/SteamVR
Программа Google VR https://vr.google.com/
Программа Oculus https://developer.oculus.com/
Программа Windows Mixed Reality https://developer.microsoft.com/en-us/windows/mixed-reality
Программа ARCore https://developers.google.com/ar/
Программа ARKit https://developer.apple.com/arkit/
Программа Tango https://developers.google.com/tango/
Программа Vuforia https://developer.vuforia.com/
Lanier, Jaron. “Virtual reality: The promise of the future.” Interactive Learning International4 (1992): 275-79.
Caudell, Thomas P., and David W. Mizell. “Augmented reality: An application of heads-up display technology to manual manufacturing processes.” System Sciences, 1992. Proceedings of the Twenty-Fifth Hawaii International Conference on. 2. IEEE, 1992.
Milgram, Paul, et al. “Augmented reality: A class of displays on the reality-virtuality continuum.” Telemanipulator and telepresence technologies. Vol. 2351. International Society for Optics and Photonics, 1995.
Hyper-reality short film by Keiichi Matsuda https://vimeo.com/166807261
https://technical.ly/baltimore/2015/05/29/alchemy-learning-virtual-reality-classroom-oculus/
http://www.virryvr.com/
https://www.labster.com
https://itunes.apple.com/us/app/jurassic-virtual-reality-vr/id958174054?mt=8
https://edu.google.com/expeditions
http://www.titansofspacevr.com/
http://anatomy4d.daqri.com/
http://elements4d.daqri.com/
https://www.microsoft.com/en-us/store/p/mylab/9nn8dz3j8ksx
https://itunes.apple.com/us/app/ar-planets/id839735420?mt=8
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.google.android.stardroid&hl=en
http://immersiveeducation.org/
http://immersivevreducation.com/
https://medium.com/futurepi/a-vision-for-education-and-its-immersive-a-i-driven-future-b5a9d34ce26d
https://www.ted.com/talks/michael_bodekaer_this_virtual_lab_will_revolutionize_science_class/footnotes?referrer=playlist-10_years_of_ted_talks#t-669397
https://www.mos.ru/news/item/30181073/
Freina, Laura, and Michela Ott. “A literature review on immersive virtual reality in education: state of the art and perspectives.” The International Scientific Conference eLearning and Software for Education. Vol. 1. “Carol I” National Defence University, 2015.
Akçayır, Murat, and Gökçe Akçayır. “Advantages and challenges associated with augmented reality for education: A systematic review of the literature.” Educational Research Review 20 (2017): 1-11.
http://store.steampowered.com/app/482390/The_Night_Cafe_A_VR_Tribute_to_Vincent_Van_Gogh/
http://store.steampowered.com/app/638920/BeanVRThe_Social_VR_APP/
http://store.steampowered.com/app/407060/AltspaceVRThe_Social_VR_App/
https://www.facebook.com/spaces
http://www.xvivo.net/cellscape-vr-biology/
http://store.steampowered.com/app/451980/The_Body_VR_Journey_Inside_a_Cell/
https://melscience.com/vr/
https://www.schellgames.com/games/superchem-vr
http://worldskills.ru/assets/docs//%D0%9F%D0%9E-28-2018%20(2).pdf

В чем разница между VR, AR и MR?

2017-04-27

Что такое VR, AR и MR? Если в случае с виртуальной реальностью у большинства людей не возникает вопросов, то споры о разнице между AR и MR не утихают до сих пор. Ниже пойдет речь о каждой из реальностей.

Virtual Reality (VR)

Этим термином называют полностью виртуальную реальность, созданную компьютером и воспроизводящую совершенно отличное от реального окружение.

Человек погружается в нее при помощи специальных устройств (чаще всего VR-шлемов) и не может видеть то, что происходит в реальном мире. Благодаря этому создается эффект присутствия в совершенно другом месте.

Простой пример — VR-игры. Пользователь надевает шлем и попадает в иное, виртуальное пространство, с которым и взаимодействует.

Augmented Reality (AR)

В это понятие входят цифровые объекты, отображаемые на носимых устройствах, при этом никак не меняющие внешний мир.

Дополненная реальность не меняет окружение человека, а лишь привносит в него искусственные элементы, вроде информации о погоде или всплывающего перед глазами уведомления о получении e-mail.

Ключевой момент заключается в том, что цифровой контент не прикреплен к пространству.

Такую реальность можно увидеть, надев например Google Glass.

Mixed Reality (MR)

Смешанная реальность — это окружение, которое создано с привязкой к положению в реальном мире. Сосуществование реальных и виртуальных объектов.

В этом случае в мир добавляются виртуальные предметы, которые прикреплены к своему месту в пространстве для того, чтобы смотрящий воспринимал их как реальные.

Например, создание виртуальной висящей на стене картины — это смешанная реальность. Пустая комната, обставленная виртуальным креслом, диваном и торшером — это тоже смешанная реальность.

Суть технологии состоит с том, чтобы привнести виртуальные объекты, выглядящие максимально правдоподобно, в реальный мир.

Максимизация правдоподобности и возможность взаимодействия с виртуальным объектом, «живущим» в реальном мире — ключевые моменты в смешанной реальности.

Заключение

У перечисленных выше технологий есть сходства и терминологические границы порой могут казаться размытыми, но факт остается: каждой из них присущ свой уровень погружения в виртуальное пространство. Возможно в будущем будет придуман еще один вид реальности.

8 июня в Москве состоится AR/VR/MR Conference 2017, посвященная технологиям виртуальной, дополненной и смешанной реальности. Зарегистрируйтесь, чтобы стать участником этого инновационного мероприятия.

Виртуальная реальность. Модуль 1

Добро пожаловать на курс «Виртуальная реальность».

В первом модуле вы узнаете:

• как появились технологии виртуальной реальности;

• как пользоваться технологиями AR, MR, VR;

• о самых необычных, частых и важных применениях этих технологий;

• зачем они нужны и какой эффект дают в продажах, учебе, отдыхе и работе.

Что такое дополненная, смешанная и виртуальная реальность

Эра виртуальной реальности только начинается, но многие компании уже стали внедрять ее в свою работу и рекламные коммуникации, а многие люди, согласно опросам, с любопытством относятся к этой технологии. Поэтому так важно понимать, как она работает и что может дать вам.

Познакомьтесь с Артемом Коноваловым, ментором курса и директором по развитию бизнеса компании VRTech. Артем расскажет, чем VR отличается от AR и MR, когда и почему случился бум на технологию виртуальной реальности и поделится опытом создания VR-проектов.

Как работают технологии AR, MR, VR

Наверняка вы уже пользуетесь образовательными, развлекательными, маркетинговыми, корпоративными или профессиональными приложениями на компьютере или телефоне. По сути, мы имеем дело с новым поколением таких программ. Их можно запускать как на привычных смартфонах, так и на специально созданных компьютерах с встроенными дисплеями — очках и шлемах.

Пользователь устанавливает специальную программу на свой смартфон либо использует для работы с ней особые устройства: очки дополненной или шлемы виртуальной реальности, в которые встроены собственные компьютерные мощности и экраны.

Теперь он может видеть дополнительные цифровые слои данных, наложенные на реальный объект, либо видео- и 3D-сцены, виртуальные предметы из другой реальности — их не существует в физическом мире, но пользователь может видеть их и даже взаимодействовать с ними.

Благодаря таким приложениям мы можем быстрее и удобнее получать информацию об интересующих нас объектах, просматривать видеоролики с эффектом присутствия или почувствовать себя в гуще событий игры, симулирующей реальные ситуации, и даже вымышленные вселенные.

В зависимости от того, что именно мы увидим, открыв приложение, и какое устройство будем для этого использовать, мы попадем в дополненную, смешанную или виртуальную реальность.

Что такое AR и MR — дополненная и смешанная реальности

Эти технологии позволяют накладывать дополнительные слои графики и голограммы поверх объектов окружающего мира, на которые вы «смотрите» через камеру телефона или специальных очков. Это и новый способ работать с информацией о реальных предметах, и новый подход к развлечениям.

В 2017 году компания «Яндекс» добавила AR-навигацию в свои карты для iOS — теперь при движении по незнакомому маршруту вы можете видеть линию пути прямо на тротуаре, наведя на него телефон. Если кто-то из ваших знакомых в 2016-м ловил покемонов в офисе или недавно рассказывал, как расставлял по квартире виртуальную мебель от IKEA, знайте: это все тоже AR/MR.

Вы открываете приложение на телефоне — оно подключается к камере устройства, чтобы «видеть» окружающую вас обстановку.

Вы также можете использовать специальные очки со встроенной камерой и экраном для вывода информации.

Устройство начинает распознавать объекты с камеры и в зависимости от задачи:

начинает искать дополнительные данные об объекте и выводит их на экран;

добавляет виртуальные 3D-модели в ландшафт, интерьер, либо накладывает их на какой-то реально существующий объект.

Вся информация появляется в виде нового слоя графики на экране смартфона или дисплее очков. Он регулярно обновляется:

если мы работаем с информацией о реальных объектах. Она может быть как заранее внесена в само приложение, так и подгружаться из внешних источников в реальном времени. Это позволяет нам не отвлекаться на второй экран;

если виртуальные объекты заложены в приложение заранее — программа «вызывает» их, а затем постоянно перерисовывает картинку в зависимости от того, как вы меняете угол обзора и взаимодействуете с 3D-моделью. Сценариев таких взаимодействий масса: помимо игр и виртуальной расстановки мебели в реальном помещении, речь может идти о дистанционной примерке одежды, обуви и так далее.

Что такое виртуальная реальность и как работает эффект присутствия

Виртуальная реальность дает эффект полного погружения в 3D-пространство, убирая все барьеры: рамку экрана, мышь, клавиатуру и раздражители внешнего мира.

Например, уже сегодня целые классы могут ходить на трехмерные экскурсии по дебрям Амазонки, не вставая из-за парт.При этом дети будут ощущать и «видеть» себя посреди тропического леса.

Вы надеваете VR-шлем или очки. С этого момента ваше зрение будет «выключено» из окружающего мира — вы фокусируетесь только на виртуальной картинке.
Часто для более полного погружения используются наушники, воспроизводящие звуки виртуального мира.

На дисплее шлема вас ждет специально созданное видео с обзором на 180–360 градусов или мир, наполненный 3D-объектами как в компьютерной игре.

Благодаря такому эффекту погружения на какое-то время вы будете ощущать себя участником виртуальных событий, которые вам предложили изучить в маркетинговых, развлекательных или образовательных целях.

Зачастую вы также сможете взаимодействовать с предметами из виртуального мира (подробнее об этом мы поговорим во втором модуле нашего курса).

Пять особенностей виртуальной реальности

За настоящим бумом VR стоит не просто интерес человечества ко всему новому и необычному. У этой технологии есть вполне конкретные преимущества перед стандартными методами продвижения товаров, презентации, обучения и так далее. Чем именно так хорош VR — смотрите в видео с ментором.

Что дает VR в различных областях

AR, MR, VR — сегодня эти технологии открыто конкурируют с более традиционными видами продвижения продуктов и услуг, обучения студентов и профессионалов: видеороликами, наглядными пособиями, макетами и так далее. Насколько они эффективны? Мы собрали для вас результаты различных исследований, чтобы вы могли сами прикинуть пользу от внедрения этих новшеств.

Маркетинг, торговля

AR/MR
Многие известные магазины: Amazon, Ozon, «Леруа Мерлен», производители одежды и обуви — предлагают своим пользователям приложения, которые позволяют ознакомиться с трехмерными моделями их товаров. В некоторых случаях это помогает увеличить число заявок на покупку на 26%.

VR
В 50% случаев люди, посмотревшие короткое VR-промо продукта, отмечали, что с большей вероятностью купят его (опрос проводился в США).

Фраза «лучше один раз увидеть» становится актуальной как никогда. Многие организации еще только начинают пробовать наглядные демонстрации с помощью AR/MR/VR. Но те, что уже попробовали, часто отчитываются о росте продаж и числа клиентов: кто-то на скромные 5%, а кто-то — и на все 190%.
Образование
Университеты США уже внедряют AR/MR-программы в свои курсы дизайна и архитектуры.
В 77% случаев VR-опыт помогает слушателям лучше освоить предмет, который они изучают.
Компания Google разработала целый набор из планшета для учителя, VR-очков для учеников и приложений для школ. Шлем можно собрать самостоятельно из картона, а приложения — скачать из интернета.
Компания Facebook, владеющая крупнейшей соцсетью в мире и мессенджером WhatsApp, купила и развивает проект VR-шлема, чтобы «изменить подход к работе, играм и общению».
Технологии AR/MR/VR сегодня применяются как в среднем образовании при изучении биологии, истории, физики, химии, так и в обучении профессионалов — врачей, инженеров, архитекторов и других специалистов.
Организация рабочего процесса
60% работников, опрошенных в США, верят, что AR поможет им быть эффективнее.
Космонавты впервые использовали в работе технологии виртуальной реальности еще в середине 1990-х. Сегодня VR/MR/AR-симуляторы в ходу у многих профессионалов: они помогают хирургам лучше подготовиться к новым операциям, пожарным расчетам — слаживаться и четче выполнять коллективные действия.
Индустрия развлечений
Хит 2016 года — игра Pockemon GO — принесла своим создателям порядка $2 млрд доходов. Весь рынок игр на основе этой технологии оценивается в сотни миллиардов.
В крупных городах уже есть VR-парки, предлагающие широкий спектр игр. Технология проникает и в кино — создатели блокбастеров уже выпускают специальные VR-трейлеры для продвижения своих картин, в мире проходят фестивали виртуального кино, а Сбербанк недавно запустил первый VR-кинотеатр в Москве.

Перейти к следующему модулю

Технологии AR и VR в образовании / Блог компании Mail.ru Group / Хабр

Мысль о том, что в повседневном обучении важно использовать самые передовые технологии, не покидает умы не только современных исследователей, но и практически каждого из нас. По данным специалистов в области лингвистики и психологии, самые благоприятные условия для усвоения новых знаний — в детском и юношеском возрасте. Но отсутствие интереса, рассредоточенность и неумение концентрироваться на непростых вещах не позволяют нам эффективно получать образование в любом возрасте. А современная система образования конкурирует с развлекательной сферой и нуждается в механизмах восприятия, которые позволят вовлечь учеников в процесс усвоения новых знаний. Ведь эффективным обучением движет интерес, который нужно сначала сформировать, а затем поддержать.

Вот только в XXI веке вряд ли можно увлечь учеников рисунками, просмотром старых фильмов или чтением стремительно устаревающей литературы. Поэтому сегодня в образовании всё популярнее устройства с поддержкой VR и AR.

До сих пор во многих странах путь к новым знаниям прокладывается через книги, карандаши и тяжелые рюкзаки. При этом уже со средней школы не каждый ребенок готов справиться с тем грузом знаний, который на него вываливает типичное школьное обучение. Вспомните свои школьные годы, ведь неудовлетворительные оценки большей части класса как раз об этом и свидетельствуют. Для решения этой проблемы в отдельных зарубежных государственных и частных школах нашли решение — применение дополненной и виртуальной реальности.

Чем обосновано применение VR и AR для обучения? Представьте: школьным учителям больше не нужно монотонно или, напротив, излишне усердно рассказывать, к примеру, о египетских пирамидах и особенностях их строительства. С помощью шлемов виртуальной реальности можно прямо за партой отправиться в поход по туннелям с саркофагами, услышать шорохи лабиринтов и самостоятельно оценить ключевые исторические события, развернувшиеся тысячи лет назад. При таких сценариях обучения можно вырастить целое поколение таких профессий, которые сегодня остаются менее востребованными в обществе, но всё еще являются крайне необходимыми для сохранения многогранности современной науки.

В чём преимущество виртуальной и дополненной реальностей? Они позволяют создать среду, которая воспринимается человеком через органы ощущения. Фактически, VR/AR позволяют смоделировать комфортные условия для получения новых знаний, а особенно — для обучения детей, подростков и молодежи. За обучающегося никто не размышляет, он сам переосмысливает всю воспринимаемую информацию. Кто знает, может именно VR и AR позволят решить проблему «чистоты» новых знаний и информации в процессе обучения.

Не только начинающие стартапы, но и крупные компании предлагают свои решения в области виртуальной реальности для образовательных целей. Например, особую известность в Европе получил проект «CLASSVR». Его создатели предлагают не просто полноценный набор средств виртуальной реальности (устройство + программное обеспечение), а комплексное решение, позволяющее осуществлять массовое обучение. С помощью такого набора можно вести обучение не только в небольших группах, но и в самых настоящих учебных классах с большим количеством учащихся. В рамках проекта учителя могут самостоятельно с помощью адаптированного и понятного интерфейса формировать планы, разрабатывать программы и создавать визуальные элементы обучающего курса. Кроме того, учителям абсолютно не нужно обладать какими-либо навыками в программировании. Наглядные иллюстрации можно позаимствовать из базы разработанных сюжетов, в том числе загрузить дополнительный контент ¹.

Дополненная реальность также постепенно занимает свое особое место в обучении. Особенностью AR является то, что она позволяет расширить представление о происходящих процессах в окружающей среде. Обновленные сенсорные данные формируются не в новой, а вполне привычной среде. Размещение любых объектов в конкретной среде, в которой они изначально отсутствуют, позволяет смоделировать наиболее необычные практики для осуществления образовательных задач. Само возникновение дополненной реальности во многом обусловлено образовательными задачами. Именно отрисовка дополнительных стрелок и знаков в различных обучающих материалах позволила указать на определенные объекты, сделав их более наглядными для восприятия.

Одним из самых ранних в сфере дополненной реальности стал проект «Handheld Augmented Reality», авторами которого выступили ученые из трех крупнейших американских университетов. Проект был воплощен в жизнь на средства гранта от Министерства образования США. В рамках исследования разработчики разместили в свободном доступе значительный массив данных, посвященный созданию алгоритмов дополненной реальности в целях обучения американских школьников. Перемещаясь по своей вполне реальной школе, в зависимости от локаций ученик получал образовательные задачи, которые ему предстояло решить не только за счет собственных знаний, но и с помощью определенных навыков работы с использованием системы дополненной реальности ².

Но способны ли технологии виртуальной и дополненной реальности помочь в обучении взрослым людям? Безусловно. Современное образование не знает возрастных границ и рамок. Кроме того, виртуальная и дополненная реальность становятся доступнее, ведь в настоящий период для их использования необходимо иметь только современный смартфон. Буквально за несколько лет магазины мобильных приложений наполнились тысячами программ с поддержкой VR и AR.

Особую известность не только среди астрономов, но и обычных пользователей получили продвинутые приложения «Star Walk» и «Solar Walk» от компании VITO Technology. Компания имеет достаточно крупные офисы в США, Германии и России. В 2010 году эти приложения были продемонстрированы самим Стивом Джобсом во время ежегодной презентации Apple. Более 7 лет назад глава крупнейшей технологической корпорации мира размышлял о том, как подобные приложения позволяют не только обучать профессиональных астрономов, но и знакомить с тонкостями космического мира обыкновенных пользователей посредством технологий виртуальной реальности ³.

Тренд на интеграцию VR и AR решений в мобильной индустрии ожидаем, ведь пользователи хотят иметь широкие возможности в одном устройстве, которое находится рядом 24 часа в сутки. Многие из нас не представляют свою жизнь без мобильной связи и быстрого интернета под рукой. Немногие готовы платить за дополнительное оборудование, которое может оказаться непростым в управлении. Поэтому активная экспансия VR и AR технологий в мобильной индустрии отвечает ожиданиям потребителей.

Достаточно оригинально к изучению иностранного языка подошли в Японии. Издательская группа Tokyo Shoseki выпустила серию англоязычных самоучителей и мобильное приложение, которое поддерживает дополненную реальность на смартфоне. Компания предлагает по-новому взглянуть на привычный мир обучения и не списывать со счетов старые книжки, объединив привычные вещи и современные технологии. Более практичные печатные самоучители английского языка с AR элементами могут не уступать в плане интерактивности типичному изучению иностранного языка на экране iPad, но при этом оставаться более доступным решением для образовательной системы. Изучая серию книг «Новый горизонт», читатели могут навести смартфон на соответствующий раздел страницы, чтобы услышать диалог или попытаться поговорить с вымышленными иностранцами. В любом случае, навык говорения на иностранном языке при интересной беседе развивается гораздо быстрее, чем при прослушивании аудиозаписей ⁴.

Пожалуй, самое наглядное применение AR и VR технологий возможно в изучении точных и инженерных наук. Проект Ханнеса Кауфмана и Бернда Мейера «PhysicsPlayground» ориентирован на моделирование физических экспериментов в области механики. Огромное количество инструментов для анализа воздействия силы, массы, траектории, скорости и иных характеристик объектов физического мира позволяют детально изучать происходящие процессы и экспериментировать в трехмерном виртуальном пространстве, исключая затраты на оригинальные испытания. Программа функционирует на современном физическом движке, который изначально создавался для гейминга, однако его возможности с лихвой обеспечивают реализацию образовательных задач на практике.

Форматы AR и VR в образовании могут быть различными, однако их преимущества перед очным обучением очевидны. Передача опыта и картинки посредством виртуальной и дополненной реальности в первую очередь обусловлены эффективностью вовлечения, а, следовательно, усовершенствованием образовательного процесса. По данным исследований компании VRAr lab, более 90 % обучающихся успешно усваивают подобный материал, что дает надежды на эффективное применение виртуальной и дополненной реальности в образовании ⁵.

У сообщества разработчиков остается одна важная проблема, которая стоит на пути полноценной интеграции указанных технологий в образовательную среду. Стремительно растущий объем знаний об окружающем мире очень сложно своевременно воплощать в интерактивных формах. Для любого современного ученого издание книги не представляет особых проблем, ведь для фиксации своих исследований достаточно открыть всего лишь офисное приложение на компьютере. Однако понятные каждому механизмы по созданию без специализированных знаний интерактивного контента с применением виртуальной и дополненной реальности попросту отсутствуют.

VR против AR против MR: для чего нужен каждый?

Едва ли проходит день без обещания какого-то нового, изменяющего мир продукта в пространстве альтернативной реальности (в настоящее время смесь VR, AR, MR, а теперь иногда называемая XR). Может быть трудно поддерживать четкость технологий, поэтому мы составили краткое руководство по основным аспектам каждой из них, а также их относительным сильным и слабым сторонам.

Виртуальная реальность (VR)

Первые из «рупий», ставшие «следующей большой вещью» Решения виртуальной реальности (VR) определяются тем, что они заменяют реальность вокруг вас виртуальной заменой. В настоящее время это означает, что устройства виртуальной реальности представляют собой шлем или очки с собственным дисплеем, которые полностью заменяют ваш взгляд на внешний мир. Как правило, существует также какое-либо решение для отслеживания, чтобы вы могли перемещаться в своей новой виртуальной реальности. Бюджетные решения, такие как Google Cardboard, которые полагаются на IMU смартфона, позволяют вам только смотреть вокруг и не отслеживать другие движения головы или тела.Версии более высокого уровня, такие как устройства Oculus и Vive, полагаются на некоторую форму отслеживания, которая позволяет перемещаться в виртуальной среде. Первоначальные системы слежения требовали внешних маяков слежения, но теперь слежение «наизнанку» с использованием камер вместе с IMU стало менее дорогостоящей альтернативой. Гарнитуры «MR» с Windows 10 и Oculus Quest являются хорошими примерами устройств виртуальной реальности, которые используют собственные датчики для отслеживания движений головы и тела.

Из-за того, что требовалась большая вычислительная мощность, все первоначальные гарнитуры VR были привязаны — часто с несколькими кабелями для видео и отслеживания.HTC справилась с этим требованием, выпустив дополнительный беспроводной адаптер, но теперь такие модели, как Quest от Oculus, объединили отслеживание наизнанку со встроенной обработкой, чтобы обеспечить полностью непривязанное решение. Его процессор с низким энергопотреблением не может обеспечить такую же игровую производительность, как его более крупный брат Rift, подключенный к компьютеру с Windows с поддержкой виртуальной реальности, но его, безусловно, намного проще настроить и использовать.

Дополненная реальность (AR)

Дополненная реальность (AR) бывает двух очень разных видов.Ранние попытки, получившие признание, были основаны на проецировании объектов на прозрачные очки или козырек, наложение их на реальный мир. Как и ранние решения VR, они были дорогими и громоздкими, хотя были созданы некоторые, такие как гарнитура Lenovo Mirage AR, которые используют дисплей вашего смартфона в качестве источника проекции. Пожалуй, самой популярной из них стала линейка очков Epson Moverio AR. Но по мере того, как смартфоны улучшили свои возможности определения глубины и обработки, AR на мобильных устройствах стала очень важной категорией.

Аннотирование или проецирование объектов в виде наложений на изображение в реальном времени с камеры смартфона или планшета оказалось очень полезным для таких приложений, как промышленное обслуживание. По мере того, как стоимость необходимых датчиков снизилась и они стали использоваться в потребительских телефонах, потребительские приложения, такие как визуализация компоновки мебели и AR-ориентированные игры, становятся все более популярными. Без сомнения, Pokemon Go быстро стал самым популярным приложением AR за всю историю, хотя с тех пор его успех еще ничем не достиг, несмотря на большой ажиотаж вокруг AR.

Apple и Google официально присоединились к подножке дополненной реальности, причем ARKit от Apple и ARCore от Google обеспечивают исходный материал для разработчиков приложений AR. Для каждой среды есть несколько впечатляющих приложений, но, за исключением специализированных приложений, таких как приложение Loew’s Furniture layout, и нескольких игр, таких как Pokemon Go, приложения на их основе до сих пор не получили широкого распространения.

Смешанная реальность (MR)

Не прошло много времени, как идея объединить лучшее из AR и VR в одном устройстве стала набирать силу, и родилась смешанная реальность (MR).Самым известным MR-устройством, безусловно, является Hololens от Microsoft. Есть несколько способов создания MR-устройств. Наиболее распространенным является использование козырька / очков с исходной дополненной реальностью, как у Hololens, но с достаточной интенсивностью проецируемого изображения, чтобы полностью скрыть части реальной сцены, имитируя VR для части поля зрения. Но можно также использовать собственные устройства VR, добавив одну или несколько камер спереди, чтобы на дисплеях VR можно было проецировать «реальное» изображение с добавлением дополнительных виртуальных элементов по мере необходимости.

К сожалению, сама Microsoft серьезно запутала воду, представив устройства, которые она называет «Windows Mixed Reality». В них действительно нет ничего «смешанного». Это VR-гарнитуры с камерами, которые помогают с отслеживанием изнутри наружу, то есть им не требуются внешние маяки, но они не позволяют смешивать виртуальные и дополненные возможности, как это делают настоящие MR-устройства. Использование ими термина MR на самом деле не имеет никакого смысла, кроме как для того, чтобы помочь дистанцировать их новое поколение устройств от уже поставляемых устройств «Windows VR», таких как Oculus Rift и HTC Vive.

Итак, что такое XR?

По мере того, как список сокращений становился все длиннее, а определения становились все мутнее, отрасль разработала общий термин, охватывающий все возможности. Можно сказать, что X в XR означает «Крест» в «перекрестной реальности» или просто как переменную-заполнитель, охватывающую все возможности. Поскольку он относительно новый, его использование может заставить вас звучать так, как будто вы находитесь на вершине самого последнего, и вам не придется выяснять, является ли приложение или устройство, которое вы описываете, AR, VR или MR. .

Одно устройство, которое я мог бы отнести к категории XR, — это Google Glass. Glass часто называют устройством AR, но, в отличие от настоящих устройств AR, дисплей Glass маленький и намеренно не мешает. Он не предназначен для наложения чего-либо на ваш взгляд на реальный мир.

VR: лучший способ путешествовать в другие миры

Самая сильная сторона виртуальной реальности — это погружение. При правильной настройке, включая полное отслеживание движения, высококачественное видео и пространственный звук, вы можете начать верить в реальность полностью искусственных конструкций.Нет более непосредственной демонстрации этого, чем демонстрация балансировки луча. Чтобы встать на виртуальную балансирную балку, требуется немалое умственное усилие, даже если вы знаете, что находитесь в комнате с идеально ровным полом. И паника, если вы начнете уходить, — обычная реакция.

Для творчества и игр добавление сенсорных контроллеров открывает совершенно новое измерение. Использование кисти или размахивание мечом становится естественным действием. Хорошо реализованные приложения позволяют вам оставаться в погружении, используя только сенсорные контроллеры, потому что необходимость поднять гарнитуру, чтобы найти и использовать клавиатуру в середине игры, действительно раздражает.

Birdly — это, безусловно, самый захватывающий интерактивный цифровой опыт, который мне когда-либо доводилось пробовать. Вы можете почти убедить себя, что вы птица, взмахивая руками и поворачиваясь по небу над городом. Однако это не для тех, кто легко укачивает, или для тех, кто боится высоты. Если у вас есть шанс во время посещения Сан-Хосе, это абсолютно стоит дополнительных нескольких долларов, которые Технический музей взимает за эту возможность. Как и другие впечатления от виртуальной реальности, представленные в музейной экспозиции, он предназначен только для лиц в возрасте от 13 лет и старше.

AR: лучший способ донести вещи до вас

Если вы хотите заселить свой двор розовыми фламинго или вашу гостиную потенциальными покупками мебели, AR — лучшее решение. Это также лучший способ аннотировать сцены реального мира дополнительными данными. Это может быть что угодно, от дополнительной информации о картине в музее до инструкции по обслуживанию лифта, нуждающегося в ремонте.

Текущие решения AR не позволяют реалистично размещать объекты в трехмерном реальном мире, при этом хорошо финансируемая компания Magic Leap является одним из лидеров в использовании более естественных проекционных дисплеев на основе светового поля, чтобы попытаться устранить этот недостаток.

Magic Leap имеет заслуженную репутацию компании, продвигающей свои технологии по максимуму, и этот маркетинговый текст для гарнитуры для разработчиков не является исключением.

MR: проталкивая прошлое AR и VR

Текущие MR-устройства лучше всего рассматривать как устройства VR, которые добавляют камеры, чтобы вы могли сопоставить свой виртуальный мир с реальным миром вокруг вас, или как устройства AR, которые имеют достаточную интенсивность отображения для создания правдоподобная виртуальная реальность в некоторой части вашего поля зрения. В настоящее время не существует устройства, которое бы отлично справлялось как с VR, так и с AR, поэтому все они предполагают компромиссы, которые благоприятствуют тому или другому.

Хотя Hololens, безусловно, является наиболее известным MR-устройством, его ограниченное поле зрения означает, что виртуальные ощущения не так захватывают, как при использовании гарнитуры VR. Точно так же установка пары камер перед гарнитурой VR и отображение мира перед собой на дисплеях гарнитуры не заменяет взгляда на настоящую вещь. Одно из самых интригующих MR-устройств, которые я использовал, было от Meta (теперь возрожденное как Meta View). Он позволял вам создавать виртуальные рабочие столы и экраны телевизоров по своему желанию, и к финальной итерации он был действительно достаточно простым в использовании (изначально было трудно хвататься и двигаться), что я мог вообразить себя, в конечном итоге, использующим что-то подобное.

Future Of XR

Технологии AR, VR и MR быстро развиваются, и каждый год появляются новые поколения устройств. Тем не менее, «Святой Грааль» продолжает находить приложения, которые приведут их к принятию на массовом рынке. По определению, виртуальная реальность неудобна и изолирует, поэтому опыт должен быть одновременно увлекательным и не просто новинкой. И дополненная реальность должна быть достаточно точной и мощной, чтобы она стала лучшим способом для людей выполнять повседневные задачи. В то же время обе отрасли процветают в различных коммерческих и нишевых приложениях, поэтому ожидайте дальнейшего прогресса по всем направлениям.

Сейчас прочитано:

VR / AR / MR, в чем разница? | Виртуальная реальность

Чтобы помочь вам разобраться в жаргоне du jour , мы составили это удобное руководство по тому, что на самом деле означают все эти сокращения и почему они не одно и то же.

Виртуальная реальность (VR)

Взгляд из Википедии: Виртуальная реальность (VR), которую можно назвать иммерсивным мультимедиа или компьютерной смоделированной реальностью, воспроизводит среду, которая имитирует физическое присутствие в местах реального или воображаемого мира, позволяя пользователю взаимодействовать в тот мир.

Интерпретация

Foundry: виртуальная реальность — это общий термин для всего иммерсивного опыта, который может быть создан с использованием чисто реального контента, чисто синтетического контента или их комбинации.

Именно здесь сейчас промышленность находится в возбужденном состоянии. Оборудование для просмотра контента, также известное как головные дисплеи (HMD), варьируется от Google Cardboard до HTC Vive. Рынок здесь горячий, горячий, горячий, и средства массовой информации полны новостей о запусках. На втором месте после ажиотажа, связанного с гарнитурами, стоит ажиотаж по поводу камер.Nokia OZO запущена в декабре, у GoPro есть Odyssey — результат сотрудничества с Google Jump, у Ricoh есть Theta, а также есть Bublcam и Giroptic.

Видео 360 °

Вид из Википедии: видеоролики с эффектом присутствия, в последнее время известные как видеоролики с обзором на 360 ° или видеоролики с обзором на 360 °, представляют собой видеозаписи реальной сцены, в которой вид во всех направлениях записывается одновременно. Во время воспроизведения зритель может контролировать направление просмотра.

Интерпретация

Foundry: видео в формате 360 ° — это захватывающий опыт с использованием предварительно снятого реального контента в качестве основного средства массовой информации.Видео 360 ° — это версия VR, созданная только с использованием реального контента.

Здесь кроется большая путаница, когда отрасль обсуждает определение терминологии. Результатом этих дебатов является то, что некоторые говорят, что видео 360 ° — это не то же самое, что «настоящий VR», и эти два термина не взаимозаменяемы.

Мы считаем, что панорамное видео как захватывающий опыт — это один из типов виртуальной реальности, который удачно сочетается с нереальным контентом для виртуальной реальности, о котором мы сейчас и поговорим.

Компьютерная виртуальная реальность (CG VR)

Это подводит нас к CG VR, которая, как следует из названия, относится к контенту виртуальной реальности, созданному компьютером (т.е.е. не в реальном мире). В Википедии нет прямого определения компьютерной виртуальной реальности, поэтому мы сразу перейдем к нашему собственному взгляду.

Foundry: интерпретация: CG VR — это захватывающий опыт, созданный полностью из компьютерного контента. CG VR может быть предварительно визуализирован и, следовательно, нереактивен — в этом смысле он очень похож на видео 360 ° — или визуализироваться в реальном времени с использованием игрового движка.

Существует также третий тип виртуальной реальности, представляющий собой гибрид между 360-градусным видео и компьютерной графикой, в котором эффект погружения создается с использованием сочетания обоих типов контента.Как и в современной киноиндустрии, у этого «третьего способа» творчества нет настоящего названия, но аудитория привыкла к концепции создания визуальных эффектов с использованием сочетания как реального, так и компьютерного контента. К этой третьей категории относится один из самых захватывающих VR-контента, который создается сегодня.

Дебаты AR / MR

Как будто все было недостаточно мутно, помимо вопроса «что такое VR?» дискуссии ведется целый разговор о AR (дополненная реальность) против MR (смешанная реальность).

По большей части, в сфере потребителя термин «смешанная реальность», кажется, уступает место «дополненной реальности». Это сводится к тому, что акцент на VR означал, что различие между MR и AR еще недостаточно четко проведено; это означает, что в настоящее время они используются взаимозаменяемо, и всякий раз, когда это происходит, один термин неизбежно будет предпочтительнее другого. Прямо сейчас AR побеждает.

И дыши.

Однако между двумя есть разница, и мы считаем, что стоит заняться этим сейчас, так что приступим.

Дополненная реальность (AR)

Взгляд из Википедии: Дополненная реальность (AR) — это прямое или косвенное представление о физической среде реального мира, элементы которой дополняются (или дополняются) компьютерным сенсорным вводом, таким как звук, видео, графика или данные GPS. .

Foundry интерпретация: Дополненная реальность — это наложение контента на реальный мир, но этот контент не привязан к нему или не является его частью. Реальный контент и контент CG не могут отвечать друг другу.

IKEA разработала стол как часть своей концептуальной кухни, предлагающий рецепты на основе ингредиентов на столе, что потенциально является отличным примером работы дополненной реальности в реальном мире. Google Glass — это первая попытка Google предоставить потребителям дополненную реальность, и мы ожидаем увидеть ее в будущем.

Смешанная реальность (MR)

Взгляд из Википедии: Смешанная реальность (MR) — иногда называемая гибридной реальностью — представляет собой слияние реального и виртуального миров для создания новых сред и визуализаций, в которых физические и цифровые объекты сосуществуют и взаимодействуют в реальном времени.

Интерпретация

Foundry: смешанная реальность — это наложение синтетического контента на реальный мир, который привязан к реальному миру и взаимодействует с ним — например, изображают хирургов, накладывающих виртуальные ультразвуковые изображения на своего пациента во время выполнения операции. Ключевой характеристикой MR является то, что синтетический контент и контент реального мира могут реагировать друг на друга в реальном времени.

Аппаратное обеспечение

, связанное со смешанной реальностью, включает HoloLens от Microsoft, который должен стать популярным в MR — хотя Microsoft избежала дебатов AR / MR, введя еще один термин: «голографические вычисления».Microsoft только что анонсировала эмулятор HoloLens для разработчиков, чтобы вы могли создавать приложения для новой технологии. Узнайте больше об этом на TechCrunch.

Из всех реальностей, о которых мы говорили в этой статье, смешанная реальность кажется наиболее далекой от реализации. Однако невозможно представить будущее, в котором синтетический контент сможет каким-то образом реагировать на реальный мир и даже взаимодействовать с ним.

Технологии виртуальной реальности развиваются головокружительными темпами.Но какие проблемы необходимо преодолеть, чтобы опыт виртуальной реальности стал действительно захватывающим, как если бы вы действительно были там? Узнайте в нашей статье Более реально, чем реально: создание ощущения «присутствия» в VR.

Что такое VR? Объяснение виртуальной реальности

(Pocket-lint) — Виртуальная реальность или VR — последнее модное слово в удивительном мире технологий. Не дайте себя обмануть, думая, что это новая технология, это не так, но это не значит, что это не то, чем стоит волноваться.

Для тех, кто задается вопросом, что такое виртуальная реальность и почему вы должны надевать на нее трусики или штаны, вы пришли в нужное место.

Мы собираемся рассказать вам, что такое виртуальная реальность, как она работает и какие устройства существуют в настоящее время, использующие эту замечательную технологию, о которой вы должны узнать в своем бизнесе.

Что такое виртуальная реальность (VR)?

Прежде всего, вам нужно знать, что такое виртуальная реальность. Ключ к разгадке в названии — это опыт мира, которого на самом деле не существует. Однако мы не говорим о том, чтобы потеряться в книге или мечтать о фотографии или картине, даже если они технически также находятся в какой-то виртуальной реальности.

Виртуальная реальность, о которой мы говорим, создается компьютерами, что позволяет вам испытывать и взаимодействовать с трехмерным миром, который не является реальным, с помощью головного дисплея и некоторой формы отслеживания ввода. Дисплей обычно будет разделен между вашими глазами, создавая стереоскопический 3D-эффект со стереозвуком, и вместе с технологией и отслеживанием ввода он создаст захватывающий, правдоподобный опыт, позволяющий вам исследовать виртуальный мир, создаваемый компьютером. .

Pocket-lint

VR заставит вас почувствовать себя здесь морально и физически. Вы поворачиваете голову, и мир поворачивается вместе с вами, поэтому иллюзия, созданная тем миром, в котором вы находитесь, никогда не теряется.

Посмотрите фильм в кинотеатре, и мгновенный страх, который вы можете почувствовать, когда на экране произойдет разрушительное землетрясение, очень быстро исчезнет, если вы повернете голову и увидите человека рядом с вами, жующего попкорн. Фильмы и книги переносят вас в разные вымышленные миры, но это не те миры, которые вы изменяете на основании своих действий.

Существуют различные виды виртуальной реальности от полностью иммерсивной и не иммерсивной до совместной и сетевой. VR, который всем нравится, — это полностью иммерсивный вариант, потому что это исследуемый и интерактивный трехмерный компьютерный мир, который может перенести вас в места, которые реальность может не позволить, будь то прогулка по Марсу или поездка по горам на спортивном автомобиле. .

Откуда взялась виртуальная реальность?

VR в том виде, в каком мы его знаем сегодня, существует уже несколько десятилетий.Чтобы дать вам представление, первый головной дисплей не был Oculus Rift, хотя это устройство, возможно, привело к возрождению виртуальной реальности, это было устройство под названием Headsight, которое было создано в 1960-х годах. Но были и нецифровые предшественники, начиная с 360-градусных картин, у которых была одна и та же цель: перенести ваш опыт в другое место. VR — умник в технологиях, и не только потому, что он старый.

На протяжении 200 лет эта технология использовалась для самых разных целей: от науки и медицины до обучения пилотов и помощи архитекторам в презентации их новейшего небоскреба, позволяя людям пройтись по нему до того, как будет положен кирпич.

Да, в настоящее время основное внимание уделяется играм, но это еще не все, для чего подходит VR. У VR есть множество приложений, и они, скорее всего, будут расширяться по мере дальнейшего развития технологии.

Как работает виртуальная реальность?

Виртуальная реальность, о которой мы говорили в этой функции, обычно требует какой-либо формы головного дисплея, компьютера, смартфона или консоли, которые создают трехмерный мир, и некоторой формы отслеживания ввода, которая может быть отслеживанием рук, голосом или голова.

В настоящее время существует ряд головных дисплеев, использующих эту настройку, включая Oculus Rift, систему, которую Facebook купила по сделке на сумму 2 миллиарда долларов в 2014 году, HTC Vive, Sony PlayStation VR и многие другие.

Как мы уже упоминали, некоторые устройства VR содержат дисплей, разделяющий изображение для каждого глаза. В этих случаях кабель (обычно HDMI) будет передавать видео с вашего ПК или консоли на экран (ы) перед вашими глазами. Другие более доступные устройства VR используют ваш смартфон для отображения контента VR.Существуют также автономные устройства без проводов, такие как Oculus Go и более новый Oculus Quest, которые предлагают вход в виртуальную реальность среднего уровня без необходимости в дорогом смартфоне или игровом ПК для их работы.

YouTube

Это только часть истории, поскольку есть еще много всего, что нужно для создания полного иммерсивного опыта, к которому стремятся многие компании в этой области. Например, есть линзы для преобразования изображения в стереоскопическое 3D-изображение, а поле обзора 100 или 110 градусов позволяет гарантировать, что, как бы вы ни смотрели, созданный мир следует за вами.Высокая частота кадров (минимум 60 кадров в секунду) также важна для обеспечения того, чтобы мир отреагировал так же, как в действительности, чтобы иллюзия оставалась нетронутой.

Что касается отслеживания ввода, существует несколько вариантов, каждый из которых способствует созданию этого полностью иммерсивного мира, будь то индивидуально или в комбинации форм. В разных устройствах используются разные компоненты, от датчиков и светодиодов до беспроводных контроллеров.

Например, Sony PlayStation VR предлагает 360-градусное отслеживание головы, отслеживая сигналы от девяти светодиодных ламп вокруг гарнитуры с помощью камеры PS4.Когда дело доходит до отслеживания головы, низкая задержка является обязательным условием для обеспечения минимальной задержки между поворотом головы и окружающим миром. Некоторые устройства справляются с этим лучше, чем другие, и Oculus Rift является одной из лучших моделей.

Последняя и лучшая гарнитура Oculus — Oculus Rift S — имеет множество функций отслеживания, встроенных в само устройство, с пятью различными датчиками, используемыми для отслеживания движения вашего тела и контроллеров в пространстве виртуальной реальности.

Отслеживание движения было замечено в самых разных формах, от умных перчаток до подобных Oculus Touch, Valve’s Lighthouse и контроллеров HTC для его гарнитуры Vive.Каждая из этих вещей работает немного по-своему, но идея состоит в том, чтобы у вас было ощущение, будто вы пользуетесь руками во время опыта. Мы не будем вдаваться в подробности, но задействовано множество датчиков, а также в некоторых случаях лазеры, излучаемые базовыми станциями, и все это помогает определить точное положение вашей головы и рук.

SUPERHOT Team

Точное отслеживание движений гарнитуры и рук также включает так называемое отслеживание с шестью степенями свободы (6DoF).Это позволяет технологиям отслеживать ваши движения в реальном мире и точно переводить их в виртуальный игровой мир. Это отслеживание гарантирует, что любое ваше движение — назад, вперед, вверх и вниз и из стороны в сторону — отслеживается должным образом, чтобы обеспечить максимальное погружение. Для некоторых из наиболее интенсивных игр, где физические действия являются важной частью игры, это отслеживание необходимо. Виртуальный бокс — прекрасный пример, так как гарнитура виртуальной реальности должна видеть, когда вы пригибаетесь, чтобы избежать удара, или взмахиваете рукой.

Что касается наиболее популярных головных дисплеев, о которых сейчас говорят, то это почти все, что нужно. Но есть и другие вещи, которые могут улучшить впечатления от виртуальной реальности. Один из них — отслеживание глаз. Преимущество отслеживания взгляда будет заключаться в обеспечении более реалистичной глубины резкости, что приведет к более реалистичному восприятию изображения.

Подобные усовершенствования уже поступают на рынок. HTC Vive Pro Eye, например, имеет встроенное отслеживание взгляда и позволяет вам делать такие вещи, как управление меню и взаимодействие с виртуальным миром, всего лишь движением вашего глаза.

Pocket-lint

Другой — отслеживание рук. Компании работают над новыми устройствами, которые позволят точно отслеживать движения рук и пальцев в играх. Эта технология может устранить необходимость в контроллерах в будущем и привести к гораздо более захватывающим игровым процессам. Leap Motion — одно из таких устройств, которое можно приобрести в качестве обновления для HTC Vive. Он находится на начальной стадии, но показывает мощный потенциал технологий будущего.

Возможность видеть свои руки и наблюдать за их точным отслеживанием в среде виртуальной реальности — это нечто особенное.Разрабатываются и другие технологии, чтобы сделать этот опыт более тактильным. Когда вы можете видеть и чувствовать то, с чем взаимодействуете, опыт становится еще более реальным.

Такого рода улучшения также встроены в новейшие и лучшие флагманские гарнитуры. Valve Index, например, имеет новые и улучшенные контроллеры, которые обеспечивают более естественный захват во время игры и позволяют играм отслеживать каждый из ваших пальцев. Он также построен со слотом расширения, куда могут быть установлены будущие обновления, включая что-то вроде контроллера Leap Motion для отслеживания пальцев без контроллера.

Valve

Почему все говорят о VR?

VR постоянно меняется и улучшается. Мы наблюдаем падение цен на гарнитуры и даже появление новых выпускаемых гарнитур. Технологические усовершенствования, такие как беспроводные адаптеры и автономные гарнитуры VR, делают технологию все более доступной. По мере совершенствования технологии в нее вовлекается все больше разработчиков игр. Это означает, что есть больше игр, в которые можно поиграть, и еще больше поводов для волнения.

Наряду с виртуальной реальностью, технологии дополненной и смешанной реальности стремительно развиваются.Они обеспечивают интересный доступ к контенту, который может попасть и на рабочее место. Будущее, безусловно, будет интересным.

Написано Бриттой О’Бойл и Адрианом Уиллингсом.

Декабрь 2024
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
						1
2	3	4	5	6	7	8
9	10	11	12	13	14	15
16	17	18	19	20	21	22
23	24	25	26	27	28	29
30	31

Vr и ar что это: В чем разница между VR и AR? :: РБК Тренды

Гайд по виртуальным мирам: AR и VR

1.1. Виды AR

1.2. Софт для AR

ARKit

ARCore

Vuforia

EasyAR

Lens Studio

Spark AR

2.1. Виды VR

2.2. Типы отслеживания движения

2.3. Базовые термины и понятия

2.4. VR через веб-браузер

2.5. Программное обеспечение

Blender

Unity

Unreal Engine

3.1. AR

3.2. VR

различия технологий и сферы применения — Gamedev на DTF

Что представляет собой мир виртуальной реальности (VR)?

Подключаемые гарнитуры

Автономные гарнитуры

Виртуальная и дополненная реальность (VR и AR) – что это?

Виртуальная и дополненная реальность – что это?

История виртуальной и дополненной реальности

Какие устройства используются для того, чтобы погрузиться в VR и AR?

Где применяются виртуальная и дополненная реальность?

Разработка контента для VR и AR

Проблемы использования технологий VR и AR

Будущее виртуальной и дополненной реальности

Похожее

Технологии виртуальной и дополненной реальности для образования ⋆

Обзор технологий

Имеющийся опыт применения в образовании

Идеи для применения

Выводы

В чем разница между VR, AR и MR?

Виртуальная реальность. Модуль 1

Что такое дополненная, смешанная и виртуальная реальность

Как работают технологии AR, MR, VR

Что такое AR и MR — дополненная и смешанная реальности

Что такое виртуальная реальность и как работает эффект присутствия

Пять особенностей виртуальной реальности

Что дает VR в различных областях

Перейти к следующему модулю

Технологии AR и VR в образовании / Блог компании Mail.ru Group / Хабр

VR против AR против MR: для чего нужен каждый?

Виртуальная реальность (VR)

Дополненная реальность (AR)

Смешанная реальность (MR)

Итак, что такое XR?

VR: лучший способ путешествовать в другие миры

AR: лучший способ донести вещи до вас

MR: проталкивая прошлое AR и VR

Future Of XR

VR / AR / MR, в чем разница? | Виртуальная реальность

Виртуальная реальность (VR)

Видео 360 °

Компьютерная виртуальная реальность (CG VR)

Дебаты AR / MR

Дополненная реальность (AR)

Смешанная реальность (MR)

Что такое VR? Объяснение виртуальной реальности

Что такое виртуальная реальность (VR)?

Откуда взялась виртуальная реальность?

Как работает виртуальная реальность?

Почему все говорят о VR?

Добавить комментарий Отменить ответ