واقعیت افزوده چیست؟ راهنمای جامع AR: تعریف، انواع، کاربردها و برنامه های واقعیت افزوده

کاربردهای واقعیت مجازی
۱۳ حوزه کاربرد واقعیت مجازی در زندگی: ازشبیه سازی میدان جنگ تا جراحی رباتیک مجازی
آبان ۳۰, ۱۳۹۶
همه را نشان بده
واقعیت افزوده چیست

مقدمه:

واقعیت افزوده، این تکنولوژی داغ این روزها، تقریبا در هر حیطه ای که تصورش را بکنید می تواند درک ما از جهان آینده را تغییر دهد. از فرستادن ساده نوتیفیکیشن های متنی، تا راهنمای پیچیده انجام یک عمل جراحی حساس، از فیلترهای جذاب مورد استفاده در شبکه های اجتماعی نظیر اینستاگرام، تا افزایش امنیت رانندگان در آب و هوای نامناسب، محبوبیت تکنولوژی واقعیت افزوده (Augmented Reality) روز به روز در حال افزایش است. این اقبال از آن روست که به کمک AR، المان هایی از جهان مجازی را به جهان واقعی خود دعوت کرده، و نتیجتا آنچه می بینیم و می شنویم و احساس می کنیم را غنی تر خواهیم کرد. در مقایسه با دیگر تکنولوژی های حوزه واقعیت، واقعیت افزوده جایی در میان “جهان واقعی” و “جهان مجازی”(ساخته شده توسط واقعیت مجازی) قرار می گیرد.

تعریف واقعیت افزوده – واقعیت افزوده چیست:

واقعیت افزوده (Augmented Reality) به ورژن غنی شده ای از واقعیت اطلاق می شود که در آن نماهایی در لحظه و زنده (مستقیم یا غیرمستقیم) از محیط فیزیکی جهان واقعی پیرامونی، با “افزودن” لایه ای از ورودی های دیجیتال (superimposed computer-generated sensory input) روی چشم انداز کاربر از جهان، بهبود می یابد. به این ترتیب ادراک فعلی فرد از واقعیت وارد مرحله پیشرفته تری می شود. نکته قابل توجه این است که لایه افزوده شده الزاما شامل تصاویر نیست، بلکه می تواند متن، صدا، ویدئو، فیدبک های لمسی و … را نیز شامل شود.

در مورد تفاوت های واقعیت مجازی و واقعیت افزوده می توان گفت که برخلاف “واقعیت مجازی (virtual reality)”، که شما را به تمامی از واقعیت پیرامونی منفک کرده و در جهانی سراسر مجازی غرق می کند، در واقعیت افزوده جهان طبیعی پیرامون شما پایه و اساس آنچه تماشا خواهید کرد شده؛ و اطلاعات مجازی صرفا بر روی آن سوار می شود.
به دلیل همین همزیستی هماهنگ جهان های مجازی و واقعی در تکنولوژی AR، کاربران در میان تجربه ای نوین و تقویت شده از جهان قرار می گیرند؛ جایی که اطلاعات مجازی به عنوان ابزاری برای کمک در انجام فعالیت های روزمره آنها به کار گرفته می شود.

 

انواع واقعیت افزوده:

دسته بندی های مختلفی از واقعیت افزوده وجود دارد، که هر کدام برای اهداف و کاربردهای خاصی مناسب است. با آیدیانت برای کسب اطلاعات کاملتری از انواع واقعیت افزوده همراه باشید.

 

 ۱- واقعیت افزوده مبتنی بر الگو
(Marker-Based Augmented Reality)

در واقعیت افزوده مبتنی بر نشانگر یا الگو (که به آن تشخیص تصویر یا واقعیت افزوده مبتنی بر تشخیص Recognition-Based AR هم گفته می شود)، از مارکرهای بصری خاصی -مثل یک QR/2D code یا حتی یک تصویر مخصوص پرینت شده روی کاغذ- بهره برده می شود. به این ترتیب فقط زمانی که حضور آن الگو یا نشانگر ویژه (AR marker) توسط ریدر دستگاه کاربر (دوربین) احساس شود، نتیجه مورد نظر -افزودن لایه کامپیوتری به چشم انداز واقعی کاربر- ارائه می شود. اپلیکیشن های مبتنی بر الگو از دوربین دیوایس مربوطه (گوشی، تبلت،…) استفاده می کنند تا الگوی مارکر مد نظر را از میان بقیه اجزای پیرامونی تشخیص دهند.

 

عموما طرح های بسیار ساده اما شاخص و متمایز (مثل کدهای QR) به عنوان الگوی AR توسط توسعه دهندگان طراحی و استفاده می شوند. چرا که چنین نشانگرهایی به راحتی توسط اپلیکیشن مربوطه شناسایی می شوند و عملیات پردازش تصویر سنگینی نمی طلبند. هم چنین مکان و جهت گیری نشانگر نیز محاسبه می شود تا با توجه به آن، لایه محتوای مجازی پیش بینی شده در همان نقطه ای که نشانگر تعیین می کند بر چشم انداز پیش روی کاربر افزوده شود.

 

نکته قابل توجه آنکه به جز واقعیت افزوده مبتنی بر مکان، بقیه انواع سیستم های واقعیت افزوده هر کدام به نحوی الزاما از تکنولوژی تشخیص اجسام بهره می برند تا بر اساس آن تصمیم بگیرند چه سبکی از AR باید اعمال شود.

۲- واقعیت افزوده مبتنی بر مکان
(Location-Based Augmented Reality)

یکی از پر کاربردترین انواع واقعیت افزوده، واقعیت افزوده مبتنی بر مکان ( که به آن واقعیت افزوده بدون نشانگر Markerless یا position-based AR نیز گفته می شود) است. در این مدل AR، از جی پی اس، قطب نمای دیجیتال، سرعت سنج، یا شتاب سنجی که در گجت هوشمند کاربر موجود است استفاده می شود تا داده ها را بر مبنای موقعیت مکانی وی فراهم کند. مزیت عمده پشت تکنولوژی واقعیت افزوده مبتنی بر مکان، این حقیقت است که امروزه دسترسی وسیع افراد به تبلت و گوشی های هوشمند حتی در دورترین شهرها و روستاها به نسبت خوبی مهیا شده است و ویژگی های تشخیص موقعیت مکانی در همه این دستگاه ها موجود است. می توان گفت پرشمارترین کاربران این نوع از AR، مسافران و گردشگران هستند.

 

کاربرد واقعیت افزوده مبتنی بر مکان، بیشتر برای نقشه برداری مسیرها، پیدا کردن کسب و کارهای اطراف مثل نزدیک ترین پمپ بنزین و رستوران و … و غیره است. درواقع در اکثر اوقات از این سبک از AR در مرورگرهای AR location browsers استفاده می شود. یک مثال از چنین اپلیکیشن هایی Wikitude است.

۳- واقعیت افزوده مبتنی بر تصویرسازی
(Projection-Based Augmented Reality)

واقعیت افزوده مبتنی بر پروجکشن و ساخت تصویر (که بعضا به آن واقعیت افزوده مبتنی بر سطح Surface-based AR نیز گفته می شود) همانطور که از نام آن قابل حدس است، تصاویر دیجیتال را بر روی اشیاء فیزیکی در دنیای واقعی پیرامونی تصویرسازی می کند.
این تصویرسازی افزوده شده به واقعیت، هم می تواند به صورت تعاملی باشد و هم به صورت غیر تعاملی. در حالت تعاملی به عنوان مثال یک صفحه کلید دیجیتالی روی میز شما یا یک شماره گیر تلفن روی دست شما ایجاد می شود که می توانید با لمس دکمه های آن عملیات مربوطه را اجرا کنید.

 

درحالت غیرتعاملی تصویر سازی از اشیاء به نحوی انجام می شود که می توانید آنها را در اطراف خود به صورت سه بعدی و عمق دار بچینید- به عنوان مثال، یک اپلیکیشن واقعیت افزوده مبتنی بر تصویرسازی ممکن است به شما نشان دهد که آیا اندازه و طرح مبلمانی که قصد خرید آن را دارید مناسب فضای اتاق شما هست یا خیر.

 

یکی دیگر از کاربرد های جالب واقعیت افزوده مبتنی بر پروژکشن، همراهی با تکنولوژی لیزر پلاسما برای طراحی یک هولوگرام سه بعدی تعاملی معلق در میان هوا است.

۴- واقعیت افزوده مبتنی بر نمای کلی مرزی
(Outlining Augmented Reality)

در واقعیت افزوده مبتنی بر نمای کلی مرزی، از شناسایی تصویر استفاده می شود؛ و ممکن است کمی شبیه واقعیت افزوده مبتنی بر تصویرسازی (Projection-Based) به نظر بیاید. هدف از این دسته از AR می تواند غلبه بر محدودیت های بینایی انسان باشد. چرا که ما برای دید کافی در محیط های کم نور یا مه آلود، خیره شدن طولانی، یا مشاهده امواج مادون قرمز ساخته نشده ایم و برای این اهداف از دوربین های ویژه ای استفاده می کنیم. Outlining ARنیز به کمک چنین دوربین هایی توانایی های ما را این بار در قالب واقعیت افزوده ارتقاء می دهد.

به عنوان مثال، فرض کنید می خواهید اتوموبیل گران قیمت خود را کنار خیابان پارک کنید در حالی که هوا به شدت تاریک است. این تکنولوژی در این شرایط به راحتی مرزهای جاده را تشخیص داده و آنها را برایتان روی شیشه جلوی خودرو منعکس می کند. همین قابلیت زمانی که در میان مه رانندگی می کنید و دید افقی بسیار محدودی دارید؛ می تواند با نمایش مرز جاده و حتی تابلوهای راهنمایی رانندگی، از جان شما و دیگران محافظت کند. علاوه بر این با افزودن سنسورهای بیشتر (مثلا اولتراسونیک) به سیستم که عابران و اجسام متحرک پیرامون را نیز ردیابی کند؛ می توان ریسک تصادف در شرایط نامساعد آب و هوایی را به میزان قابل ملاحظه ای کاهش داد.

این نوع از AR همچنین می تواند در معماری و مهندسی مورد استفاده قرار گیرد تا دانشجویان خطوط مرزی ساختمان ها و ستون های حمایت کننده آن ها را تشخیص دهند و نمایی مش خورده از ساختمان برای بررسی بهتر در اختیار داشته باشند.(اپلیکیشن های مربوطه از دیتابیس اطلاعات نقشه ساختمانها برای تولید این نماهای واقعیت افزوده بهره می برند.)

 

۵- واقعیت افزوده مبتنی بر برهم نمایی مضاعف
(Superimposition-Based Augmented Reality)

در واقعیت افزوده مبتنی بر سوپرایمپوزیشن نیز از تکنولوژی تشخیص اشیاء بهره برده می شود تا تمامی یک شیء دنیای اطراف ما یا بخشی از آن با نمای AR جایگزین شود.
به عنوان مثال، در حیطه کاربردهای نظامی، دنیای آینده جبهه های جنگ متاثر از چنین تکنولوژی های پیشرفته ای خواهد بود. سربازی که می تواند به صورت زنده چندین نمای مختلف از هدف مورد نظر -مثلا نمای مادون قرمز یا نمای رادیواکتیو!- به همراه اطلاعات مورد نیاز را بدون بسته شدن میدان دیدش به سایر اجسام ببیند، عملکرد بهتری خواهد داشت. شمه ای از چنین کاربردی را هم اکنون می توانید در بازی های ویدئویی تیراندازی تجربه کنید.

 

همچنین در حیطه سلامت و درمان، یک پزشک می تواند از این تکنولوژی برای برهم نهی تصویر اشعه ایکس از استخوان شکسته بیمار بر روی تصویر واقعی آن عضو استفاده کند تا بتواند درک درستی از آسیب استخوانی وی داشته باشد.
چنین قابلیتی برای مشاهده همزمان کلیت یک جسم یا عضوی از بدن یا … و محتوای درون آن، مطمئنا پتانسیل آموزشی بالایی نیز خواهد داشت. مشاهده دوتصویر برهم نهی شده از طریق هدست یا عینک مخصوص میسر خواهد بود.

 

بازی ها و نرم افزارهای منتخب واقعیت افزوده:

 

اپلیکیشن موفق و مشهور شرکت ایکیا به نام IKEA Place، به لطف بهره گیری از تکنولوژی واقعیت افزوده مبتنی بر تصویر سازی (Projection)، به مشتریان بالقوه این شرکت و عموم علاقه مندان اجازه می دهد پیش از خریداری لوازم منزل و مبلمان، نمایی واقعی از آن را در محیط خانه خود تماشا کنند. کاربران می توانند از میان بیش از ۲۰۰۰ نوع مبلمان و راحتی و … موجود در برنامه، مورد دلخواه خود را از نزدیک بررسی کرده و در مورد تناسب رنگ و اندازه و طرح انتخابی با محیط خانه خود تصمیم بگیرند تا خریدی آسوده تر و بدون اشکال داشته باشند. دقت اندازه های لوازم ارائه شده در این اپلیکیشن نسبت به نمونه مشابه واقعی و فیزیکی، در حد میلی متر منطبق و تایید شده است.

دانلود رایگان IKEA Place از گوگل پلی
دانلود رایگان IKEA Place از اپ استور

برای آشنایی بیشتر با بازی های واقعیت افزوده برتر در سال گذشته می توانید به مقاله پیشین ما در آیدیانت مراجعه کنید.

جمع بندی:

آینده واقعیت افزوده و جایگاه و کاربردهای آن بسیار گسترده و غیر قابل پیش بینی است. قطعا در ماه ها و سال های پیش رو شاهد جهش های قابل توجهی در تکنولوژی AR خواهیم بود. غول های فناوری درگیر رقابت پر ریسک و نزدیکی هستند تا مشخص شود که محصولات کدام کمپانی نبض بازار AR را در اختیار خواهد گرفت. HoloLens مایکروسافت و ARKit اپل دو مورد از بزرگترین بازیگران این میدان هستند. گوگل نیز از قافله عقب نمانده و به تازگی کیت توسعه دهنده واقعیت افزوده خود را به نام ARCore منتشر کرده است.
فراتر از آینده نزدیک اگر بخواهیم در مورد واقعیت افزوده و سرنوشت آن در آینده دور رویاپردازی کنیم، می توان گفت اسباب و لوازم مورد نیاز بشر برای تجربه واقعیت افزوده روز به روز کوچکتر و جمع و جور تر شده است: از تبلت ها تا تلفن های هوشمند؛ از عینک های ویژه تا لنزهای تماسی پیشرفته. شاید روزی برسد که تنها ابزار مورد نیاز ما برای این تجربه فوق العاده مغز و چشمانمان باشد!
فرصت های بالقوه صنعت واقعیت افزوده قابل اندازه گیری نیست؛ اگر ما همین لحظه را برای سرمایه گذاری در فناوری به عنوان موتور محرکه پیشرفت خدمات اجتماعی غنیمت شمریم.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *