Пробивни технологии за интелигентни градове – Добавена реалност

Автор: КУЗИС

Това е поредната статия от серията, която стартирахме през 2020 г. за пробивните технологии за интелигентни градове. Статията е базирана на разработките по проект Smart technologies by design (Smart by Design). Добавената реалност (AR) е подобрена версия на реалността, при която директен или косвен изглед на реалната физическа среда на потребителя се допълва с насложени и компютърно генерирани изображения.

С други думи, добавената реалност представлява интегриране в реално време на цифровата информация на потребителя с неговата физическа среда. Най-често AR се смесва с т.н. виртуална реалност (VR), но при AR се използва вече съществуващата околна среда и изображението се наслагва върху нея. Чрез взаимодействието си с виртуалната информация, която предоставя различни интерактивни опции потребителите на AR изпитват нов и подобрен свят, докато при виртуалната реалност се създава напълно изкуствена нова среда. Добавената реалност е много полезна технология и намира приложение в много индустрии, като здравеопазване, публичен сектор, туризъм, маркетинг, интелигентни градове.

За постигане на добавена реалност се ползват различни видове технологии, които имат различно приложение: 

• Добавена реалност с маркери (Marker Based AR): с помощта на камера и визуален маркер се получават резултати, когато читателят ползва маркер (напр. QR код). Това е най-простата AR технология, тъй като не се нуждае от голям капацитет за обработка.
• Добавена реалност без маркери (Marker-less AR): този вид AR използва GPS, цифров компас, измервател на скоростта или друг тип сензори за предоставяне на данни за местоположението. Това се използва най-вече за картографиране и откриване на упътвания или фирми.
• Прогнозна разширена реалност (Projection Based AR): проектира се изкуствена светлина върху реална повърхност. Използва се най-вече за припокриване на холограми.
• Разширена реалност, базирана на наслагване (Superimposition Based AR): тя замества оригиналния обект с нова разширена гледка към този обект. Намира голямо приложение за търговските обекти.

За получаване на добавена реалност са необходими следните компоненти за устройства: сензори, камери, проектори, процесори и машини за отразяване.

Актуално състояние

Платформи

Както бе споменато по-горе, има много и различни приложения на добавената реалност. По-долу са дадени някои от тях по съответните доставчици:

• Google glass; 
• XºVito Technology's Star Walk; 
• Layar; 
• Augmented Reality for IOS; 
• Ikea augmented reality furniture catalog; 
• Microsoft Kinect for Xbox; 
• Vuforia; 
• Roar; 
• Eon Reality; 
• Plattar; 
• ViewAR; 
• Augment; 
• Apple AR Kit 

Съществуващи стандарти

Съществуват редица международни стандарти за използването на добавена реалност в индустриалните сектори. Ето някои от тях:

• IEEE P802.15.8 - Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Peer Aware Communications (PAC)
• IEEE P1278.2 - Draft Standard for Distributed Interactive Simulation - Communication Services and Profiles
• IEEE P1484.11.1 - Draft Standard for Learning Technology--Data Model for Content Object Communication
• IEEE P1589 - Standard for an Augmented Reality Learning Experience Model
• IEEE P2048.1 - Standard for Virtual Reality and Augmented Reality: Device Taxonomy and Definitions
• IEEE P2048.2 - Standard for Virtual Reality and Augmented Reality: Immersive Video Taxonomy and Quality Metrics
• IEEE P2048.3 - Standard for Virtual Reality and Augmented Reality: Immersive Video File and Stream Formats
• IEEE P2048.4 - Standard for Virtual Reality and Augmented Reality: Person Identity
• IEEE P2048.5 - Standard for Virtual Reality and Augmented Reality: Environment Safety
• IEEE P2200 - Draft Standard Protocol for Stream Management in Media Client Devices
• IEEE P3333.1.2 - Standard for the Perceptual Quality Assessment of Three Dimensional (3D) and Ultra High Definition (UHD) Contents
• IEEE 802.1AB-2009 - IEEE Standard for Local and metropolitan area networks -- Station and Media Access Control Connectivity Discovery
• IEEE 802.1AE-2006 - IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks: Media Access Control (MAC) Security
• IEEE 802.1AX-2008 - IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks - Link Aggregation*
• IEEE 802.1AR-2009 - IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks - Secure Device Identity
• ISO/IEC 23000-13:2017 Information technology - Multimedia application format (MPEG-A) - Part 13: Augmented reality application format
• ISO 9241-940:2017 Ergonomics of human-system interaction -- Part 940: Evaluation of tactile and haptic interactions

Пълен списък на разработените стандарти за добавената реалност може да се намери тук: http://standards.ieee.org/innovate/ar/stds.html

Някои съществуващи приложения

Областите на потенциални приложения на добавената реалност са много, от най-простите, като текстови известия, до най-сложните, като приложенията в здравеопазването и медицината. Ето някои сектори, където добавената реалност намира все по-голямо приложение:

• Здравеопазване - подобрява се качеството на предлаганото лечение и работата на професионалистите. Постига се по-добър процес на сканиране на пациентите и на обучителния процеса.
• Производство - фабриките стават все по-умни, по-ефективни и по-безопасни. Добавената реалност е в помощ при въвеждането на аудио и визуални подкани, насочването, производствения такт, ръчното проектиране на процесите и подобряването на контрола на качеството.
• Образование - ползва се при учебните установки на музеи и училища и така се улеснява учебния процес защото той става по-интерактивен и се визуализира.
• Автомобилна индустрия - подобрява процесите на проектиране на автомобилите преди изработването на физическите им прототипи.
• Отбрана - подобрява обучението, обработката на информация за симулация и анализиране на бойни ситуации, осигурява се безопасност и бързина при вземането на решения.
• Търговия на дребно - осигурява се ново взаимодействие между потребителите и бизнеса и се постига индивидуализиране на процеса на пазаруване;
• Игровизация - революционизира се игралната индустрия като вкарва играчите в 3D пространство.
• Недвижими имоти - подобрява се визуализацията на имотите, постига се по-добро презентиране и осъществяване на виртуални обиколки на обектите.

По-нататъшно развитие

Платформи

В момента някои от най-използваните устройства за приложение на добавената реалност са таблетите и смартфоните. Изследователите правят опити за включване на добавената реалност при използването и на други устройства, като контактни лещи, например. Предизвикателствата и проблемите пред разработчиците по отношение на тези приложения за добавена реалност са повече политически и етични и по-специално въпроса са свързани със защитата на личните данни.

Големите технологични компании като Google, Facebook и Microsoft полагат големи усилия за създаване на платформи за приложение на добавена реалност. Ето какви са темите, на които се обръща по-специално внимание:

• все повече опити от страна на социалните медии да пускат платформи, където добавената реалност се подобряване на предоставяните услуги;
• сериозно се променя начина, по който се осъществява маркетинга. Рекламите ползват среда, в която продуктите се продават чрез процес на завладяващо преживяване в добавена реалност
• расте броят на потребителите, които възприемат с удоволствие добавената реалност
• расте броят на мобилните приложения, които са базирани на добавената реалност.

Развитие на стандартите

Като все още нова технология, продължава разработването на нови стандарти. IEEE Standards Association работи по създаване на нови стандарти за виртуална и добавена реалност, които вече са включени в работната група по категории за устройствата. Изгражданите стандарти са свързани с качеството на видеото, потребителските интерфейси и файловите формати. Дори и ако вече са идентифицирани голям брой проекти и стандарти, предстои още работа и обсъждания относно прилагането на тези технологии в различните сектори. По-долу са стандартите, които са в процес на разработване.

• ISO/IEC DIS 18039 Information technology -- Mixed and augmented reality (MAR) reference model
• ISO/IEC AWI 21858 Information model for mixed and augmented reality (MAR) contents
• ISO/IEC DIS 18040 Information technology -- Computer graphics, image processing, and environmental data representation -- Live actor and entity representation in mixed and augmented reality (MAR)
• ISO/IEC DIS 18520 Information technology -- Computer graphics, image processing, and environmental data representation -- Benchmarking of vision-based spatial registration and tracking methods for mixed and augmented reality (MAR)
• ISO/IEC CD 18038 Information technology -- Computer graphics, image processing, and environmental data representation and coding of audio, picture, multimedia, and hypermedia information -- Sensor representation in mixed and augmented reality (MAR)

Развитие на потенциалните приложения

Добавената реалност има огромен потенциал за приложение в повечето икономически сектори. Развиват се приложения на добавената реалност в следните области:

• Здравеопазването - това е вероятно един от най-облагодетелстваните сектори за прилагане на добавена реалност, където технологията ще намира все по-широко приложение за подобряване изпълнението на сложните медицински процедури и протичането на процеса на обучение за лекарите и на студентите.
• Образованието - добавената реалност осигурява възможност учениците да бъдат обучавани в симулация на реалната среда което подобрява и ускорява учебния процес
• Набирането на персонал – прилагат се нови техники за набиране на персонал, които са базирани на виртуалната и добавената реалност.
• Медицината - в помощ на хора с всякакви зрителни увреждания се създават очила на база на добавената реалност
• Ремонта и поддръжката на машинния парк
• Електронната търговия - за предварителна визуализация на продаваните продукти
• Шоу бизнеса и спорта - осигурява се по-добра представа за случващото се на местата, където гледка или липсва или е затруднена
• Навигацията и показване на местоположението или точките за срещи в 3D.
• Сребърната икономика - възрастните хора ще могат да пресъздават някои от спомените си и ще могат да тренират своите познавателни способности.
• Продажбите - продавачите могат да покажат преди покупката как ще се произвежда техният продукт (например при автомобилната индустрия
• Игралната индустрия ще продължи да се развива благодарение на прилагането на добавена реалност в повечето платформи за игри. Осигурява се по-реалистичното протичане на игрите.