Լրացված իրականություն։ Ծագում

Լրացված իրականությունը (անգլ.՝ AR) իրական աշխարհի միջավայրի ինտերակտիվ փորձ է, որտեղ իրական աշխարհում գտնվող առարկաները բարելավվում են համակարգչային գեներացվող ընկալման տեղեկատվության միջոցով, երբեմն մի քանի զգայական եղանակներով, ներառյալ տեսողական, լսողական, հափտիկ, սոմատոզենսոր և հոտառություն։ AR-ը կարող է սահմանվել որպես համակարգ, որը ներառում է երեք հիմնական հատկանիշներ՝ իրական և վիրտուալ աշխարհների համադրություն, իրական ժամանակի փոխազդեցություն և վիրտուալ և իրական օբյեկտների ճշգրիտ 3D գրանցում։ Զգայական տեղեկատվությունը կարող է լինել կառուցողական (այսինքն՝ հավելում բնական միջավայրին) կամ կործանարար (այսինքն՝ բնական միջավայրի քողարկում)։ Այս փորձառությունն անխափան կերպով միահյուսված է ֆիզիկական աշխարհի հետ այնպես, որ այն ընկալվում է որպես իրական միջավայրի ներթափանցող կողմ ։ Այս կերպ, լրացված իրականությունը փոխում է իրական աշխարհի միջավայրի մասին մարդու շարունակական ընկալումը, մինչդեռ վիրտուալ իրականությունն ամբողջությամբ փոխարինում է օգտագործողի իրական միջավայրը սիմուլյացված միջավայրով։ Լրացված իրականությունը կապված է երկու հիմնականում հոմանիշ տերմինների հետ՝ խառը իրականություն և համակարգչային միջնորդավորված իրականություն։ Լրացված իրականության հիմնական արժեքն այն ձևն է, որով թվային աշխարհի բաղադրիչները միաձուլվում են իրական աշխարհի ընկալման մեջ, ոչ թե որպես տվյալների պարզ ցուցադրում, այլ ընկղմվող սենսացիաների ինտեգրման միջոցով, որոնք ընկալվում են որպես բնական մասեր։

Պատմություն խմբագրել

Ամենավաղ ֆունկցիոնալ AR համակարգերը, որոնք ապահովում էին օգտատերերի համար ընկղմվող խառը իրականության փորձառությունները, հայտնագործվեցին 1990-ականների սկզբին, սկսած 1992-ին ԱՄՆ ռազմաօդային ուժերի Արմսթրոնգի լաբորատորիայում մշակված Վիրտուալ հարմարանքների համակարգից։ Լրացված իրականության առևտրային փորձը առաջին անգամ ներդրվեց զվարճանքի և խաղերի բիզնեսում։ Հետագայում, լրացված իրականության հավելվածները ընդգրկեցին առևտրային ոլորտները, ինչպիսիք են կրթությունը, հաղորդակցությունը, բժշկությունը և զվարճանքը։ Կրթության մեջ բովանդակությունը կարող է հասանելի լինել շարժական սարքի միջոցով պատկերը սկանավորելու կամ դիտելու միջոցով կամ առանց նշիչի AR տեխնիկայի միջոցով։ Առաջին AR տեխնոլոգիան մշակվել է 1968 թվականին Հարվարդում, երբ համակարգչային գիտնական Իվան Սաթերլենդը (կոչվում է «համակարգչային գրաֆիկայի հայր») ստեղծեց AR գլխի վրա տեղադրված ցուցադրման համակարգ։ Հետագա տասնամյակների ընթացքում լաբորատոր համալսարանները, ընկերությունները և ազգային գործակալությունները հետագայում զարգացրեցին AR-ը կրելու սարքերի և թվային էկրանների համար։ Այս վաղ համակարգերը վիրտուալ տեղեկատվություն էին պարունակում ֆիզիկական միջավայրի վրա (օրինակ՝ տեղանքը երկրաբանական տեղեկություններով ծածկելը) և թույլ էին տալիս սիմուլյացիաներ, որոնք օգտագործվում էին ավիացիայի, ռազմական և արդյունաբերական նպատակներով։

Կիրառություն խմբագրել

Առաջին կոմերցիոն AR հավելվածը հայտնվել է 2008 թվականին։ Այն մշակվել է գովազդային նպատակներով Մյունխենի գերմանական գործակալությունների կողմից։ Նրանք նախագծեցին BMW Mini մոդելի տպագիր ամսագրի գովազդը, որը, երբ պահում էին համակարգչի տեսախցիկի առջև, նույնպես հայտնվում էր էկրանին։ Քանի որ վիրտուալ մոդելը միացված էր ֆիզիկական գովազդի մարկերներին, օգտատերը կարողացավ կառավարել մեքենան էկրանին և տեղափոխել այն տարբեր անկյուններ դիտելու համար՝ պարզապես թղթի կտորը շահարկելով։ Հավելվածը առաջին մարքեթինգային արշավներից մեկն էր, որը թույլ տվեց իրական ժամանակում փոխազդել թվային մոդելի հետ։ Այլ ապրանքանիշներ սկսեցին ընդունել բովանդակությունը էկրանի վրա տեղադրելու և սպառողներին դրա հետ փոխազդելու գաղափարը ֆիզիկական հետևելու մարկերների միջոցով։ Մենք սկսում ենք ավելի առաջադեմ տարբերակներ տեսնել այնպիսի բրենդների կողմից, ինչպիսին է National Geographic-ը 2011 թվականին, որոնք ցույց էին տալիս հազվագյուտ կամ անհետացած կենդանիների տեսակներ, ասես նրանք քայլում էին առևտրի կենտրոնով. Coca-Cola-ն 2013թ.-ին, որը նաև նմանակել է բնապահպանական խնդիրներ, օրինակ՝ առևտրի կենտրոնում ձեր կողքին սառույցի հալվելը. և Դիսնեյը 2011 թվականին, որը ցույց տվեց մուլտհերոսներին Թայմս Սքվերի մեծ էկրանի վրա, որոնք շփվում էին փողոցում գտնվող մարդկանց հետ։ Այս օրինակներից յուրաքանչյուրում AR տեխնոլոգիան օգտագործվել է հաճախորդներին միջոցառումների կամ հանրային վայրերում ներգրավելու համար։ Այս տեսակի էկրանները միշտ չէ, որ մասշտաբային են, քանի որ դրանք զգալի ներդրումներ են պահանջում, բայց մենք դեռ տեսնում ենք դրանք այսօր։ Օրինակ, Skoda-ն արշավ է կազմակերպել 2015 թվականին՝ տեղադրելով AR հայելի Լոնդոնի Վիկտորիա երկաթուղային կայարանում, որպեսզի կողքով անցնող մարդիկ կարողանան հարմարեցնել մեքենան, իսկ հետո տեսնել, թե ինչպես են այն վարում մեծ էկրանով։ 2010-ականների սկզբին AR-ի նկատմամբ տարածված մոտեցում էր թվային արտադրանքի նմանակումը, որպեսզի դրանք իրական ժամանակում փոխազդեն իրական աշխարհում կատարվող շարժումների հետ (սովորաբար թղթային տպագրության միջոցով), հատկապես ժամացույցների և զարդերի համար։ Այս տեխնոլոգիան թույլ է տալիս մարդկանց գործնականում «փորձել» ապրանքը։ Նույնիսկ Apple-ի ժամացույցը հասանելի էր նմանատիպ վիրտուալ փորձարկման համար։ Այնուամենայնիվ, հատուկ թղթի մոդել տպելու և կտրելու առաջադրանքը, որպեսզի այն տեղավորվի մատին կամ դաստակին, միշտ եղել է ինչ-որ չափով կոպիտ, և դա սպառողից որոշակի ջանք է պահանջում։ Շատ ավելի հաջողակ հավելվածներն են, որոնք կարող են ավելի անթերի փորձ առաջարկել։ Ապրանքների վրա վիրտուալ փորձարկումը դեմքի ակնթարթային ճանաչման միջոցով մինչ այժմ եղել է AR-ի ամենահաջող կիրառություններից մեկը առևտրային համատեքստում, և դիմահարդարման ընկերությունները առաջատար են եղել այս օգտագործման մեջ։ Այս տեխնոլոգիայի նախորդները կայքերն էին, որոնք վերբեռնված լուսանկարի կամ ավատարի վրա դիմահարդարում էին դնում։ Սակայն AR հայելիները, որոնք մշակվել են այնպիսի գործակալությունների կողմից, ինչպիսիք են Holition-ը, ModiFace-ը և Total Immersion-ը, թույլ են տվել հաճախորդներին իրական ժամանակում կատարել դիմահարդարում։ Սրա հիմքում ընկած տեխնոլոգիան շատ բարդ է, քանի որ այն պահանջում է վիրտուալ դիմահարդարումը հարմարեցնել անհատի իրական դեմքին։ Վիրտուալ բովանդակության այս անհատականացումը ստեղծելու և այն իրական թվալու համար ծրագրաշարն օգտագործում է 2D մոդելավորման տեխնոլոգիա և դեմքի հետագծման առաջադեմ տեխնիկա։ Էֆեկտը տալիս է բարձր ընկալվող արժեք. դիմահարդարմամբ լրացված դեմքը տեսնելը ոչ միայն այն փորձելու ավելի հարմար և զվարճալի միջոց է տալիս, այլև թույլ է տալիս սպառողներին գնահատել այն տեսքը, որը նրանք չէին կարողանա ինքնուրույն ստեղծել կամ փորձել։ համակցությունների վրա, որոնց մասին չէին էլ մտածի։ Դա հնարավոր չէ մատուցել՝ պարզապես լուսանկար ներբեռնելով հավելված։ Եվ այս տեսակի տեխնոլոգիաները շարունակում են զարգանալ։ Լոնդոնում տեղակայված Holition AR գործակալությունը և Coty գործակալությունը վերջերս գործարկել են AR հավելված դիմահարդարման Rimmel ընկերության համար, որը թույլ է տալիս սպառողին սկանավորել մեկ այլ անձի կամ պատկերի դիմահարդարումը և անմիջապես փորձել նույն տեսքը նրա դեմքին։ Այն նոր մակարդակի է հասցնում տեսք ստեղծելու փորձը։ Զարմանալի չէ, որ նորաձևության արդյունաբերությունը գովազդել է տեխնոլոգիան՝ արդեն սկսելով դրա գործնականությունը, և այս տեսակի AR հավելվածների սպառողների վարկանիշները շարունակում են աճել։

Ժամանակագրություն խմբագրել

• 1901թ. Լ. Ֆրենկ Բաումը, հեղինակը, առաջին անգամ նշում է էլեկտրոնային ցուցադրության/ակնոցի գաղափարը, որը տվյալների համադրում է իրական կյանքի վրա (այս դեպքում՝ «մարդիկ»)։ Այն կոչվում է «նիշերի նշիչ»^[1]։

• 1957–62. Մորթոն Հեյլիգը՝ կինոօպերատոր, ստեղծում և արտոնագրում է Sensorama կոչվող սիմուլյատորը՝ վիզուալներով, ձայնով, թրթռումներով և հոտով ։

• 1968. Իվան Սաթերլենդը հորինում է գլխի վրա տեղադրված էկրանը և այն դնում որպես պատուհան դեպի վիրտուալ աշխարհ^[2]։

• 1975. Myron Krueger-ը ստեղծում է Videoplace-ը, որը թույլ է տալիս օգտատերերին շփվել վիրտուալ օբյեկտների հետ։

• 1980. Իլինոյսի համալսարանի Գավան Լինթերնի հետազոտությունն առաջին հրապարակված աշխատանքն է, որը ցույց է տալիս իրական թռիչքի հմտությունները ուսուցանելու համար նախատեսված գլխի ցուցադրման արժեքը։

• 1980. Սթիվ Մանը ստեղծում է առաջին կրելի համակարգիչը՝ համակարգչային տեսողության համակարգ՝ տեքստային և գրաֆիկական ծածկույթներով լուսանկարչական միջնորդավորված տեսարանի վրա։

• 1981. Դեն Ռեյտանը աշխարհատարածական եղանակով քարտեզագրում է եղանակի բազմաթիվ ռադարային պատկերներ և տիեզերական և ստուդիական տեսախցիկներ երկրի քարտեզների վրա և վերացական խորհրդանիշներ հեռուստատեսային եղանակի հեռարձակման համար՝ հեռուստացույցին լրացված իրականության (խառը իրական/գրաֆիկական պատկերներ) նախադրյալ հասկացություն բերելով։

• 1986. IBM-ի շրջանակներում Ռոն Ֆեյգենբլատը նկարագրում է AR-ի ամենափորձառու ձևն այսօր (օրինակ՝ «կախարդական պատուհան», օրինակ՝ Pokémon Go-ի վրա հիմնված սմարթֆոնի վրա), փոքր, «խելացի» հարթ վահանակի էկրանի օգտագործումը, որը տեղադրված և կողմնորոշված է ձեռքով։

• 1987թ. Դուգլաս Ջորջը և Ռոբերտ Մորիսը ստեղծում են աստղագիտական աստղադիտակի վրա հիմնված «heads-up display» համակարգի աշխատանքային նախատիպը (ավելացված իրականության նախադրյալ հասկացություն), որը տեղադրված է աստղադիտակի ակնաբույժում, իրական երկնքի պատկերների վրա, բազմաինտենսիվության աստղի վրա։ , և երկնային մարմնի պատկերներ և այլ համապատասխան տեղեկություններ։

• 1990. Լրացված իրականություն տերմինը վերագրվում է Թոմաս Պ. Քոդելին՝ Boeing-ի նախկին հետազոտողին։

• 1992. Լուի Ռոզենբերգը ստեղծեց առաջին գործող AR համակարգերից մեկը, որը կոչվում է Վիրտուալ հարմարանքներ, Միացյալ Նահանգների ռազմաօդային ուժերի հետազոտական լաբորատորիայում՝ Արմսթրոնգում, որն օգուտ էր բերում մարդու ընկալմանը^[3]։

• 1992թ. Սթիվեն Ֆեյները, Բլեր ՄաքԻնթայրը և Դորի Սելիգմանը ներկայացրեցին AR համակարգի նախատիպի՝ KARMA-ի մասին վաղ աշխատությունը Graphics Interface կոնֆերանսում։

• 1993. CMOS ակտիվ պիքսելային սենսոր, մետաղ-օքսիդ-կիսահաղորդչային (MOS) պատկերի տվիչի տեսակ, որը մշակվել է ՆԱՍԱ-ի Ռեակտիվ Շարժման Լաբորատորիայում:[298] CMOS սենսորները հետագայում լայնորեն օգտագործվում են օպտիկական հետագծման համար AR տեխնոլոգիայի մեջ։

• 1993. Մայք Աբերնաթին և այլք, հաղորդում են լրացված իրականության առաջին կիրառման մասին Rockwell WorldView-ի միջոցով տիեզերական բեկորների նույնականացման համար՝ արբանյակային աշխարհագրական հետագծերի վրա ուղիղ աստղադիտակի տեսագրության վրա։ • 1993. Վերոնշյալ հոդվածի լայնորեն մեջբերված տարբերակը հրապարակվել է ACM-ի Communications – Հատուկ թողարկում համակարգչային հավելյալ միջավայրերի վերաբերյալ, խմբագրված Պիեռ Ուելների, Վենդի Մաքքեյի և Rich Gold-ի կողմից։

• 1993. Loral WDL-ը, STRICOM-ի հովանավորությամբ, կատարեց առաջին ցուցադրությունը՝ համակցելով կենդանի AR-ով հագեցած մեքենաները և անձնակազմով աշխատող սիմուլյատորները։ Չհրապարակված թուղթ, J. Barrilleaux, «Experiences and Observations in Applying Augmented Reality to Live Training»

• 1994. Ջուլի Մարտինը ստեղծում է առաջին «Augmented Reality Theatre»՝ «Dance in Cyberspace»-ը, որը ֆինանսավորվում է Ավստրալիայի Արվեստների խորհրդի կողմից, որտեղ ներկայացված են պարողներ և ակրոբատներ, որոնք իրական ժամանակում մանիպուլյացիա են անում մարմնի չափի վիրտուալ առարկայի վրա՝ նախագծված նույն ֆիզիկական տարածության և կատարողական հարթության մեջ։ . Ակրոբատները հայտնվեցին վիրտուալ օբյեկտի և միջավայրի մեջ ընկղմված։ Տեղադրման ժամանակ օգտագործվել են Silicon Graphics համակարգիչներ և Polhemus զգայական համակարգ։

• 1995. Ս. Ռավելա և այլք. Մասաչուսեթսի համալսարանում ներդրվել է տեսողության վրա հիմնված համակարգ, որն օգտագործում է միաձույլ տեսախցիկներ՝ լրացված իրականության համար օբյեկտներին (շարժիչի բլոկներին) հետևելու համար։

• 1996թ. General Electric-ը մշակում է 3D CAD մոդելներից տեղեկատվության նախագծման համակարգ այդ մոդելների իրական օրինակների վրա։

• 1998. Տարածական հավելյալ իրականությունը ներկայացվել է Հյուսիսային Կարոլինայի համալսարանում՝ Չապել Հիլլում, Ռամեշ Ռասկարի, Ուելչի, Հենրի Ֆուկսի կողմից^[4]։ • 1999 թ.՝ Ֆրենկ Դելգադո, Մայք Աբերնաթի և այլք։ զեկուցեք LandForm ծրագրային ապահովման տեսա-քարտեզի վերադրման հաջող թռիչքի փորձարկումը Army Yuma Proving Ground-ում գտնվող ուղղաթիռից, որը ծածկում է թռիչքուղիների, տաքսիների, ճանապարհների և ճանապարհների անունների տեսանյութը։

• 1999. ԱՄՆ-ի ռազմածովային հետազոտական լաբորատորիան ներգրավվում է տասնամյա հետազոտական ծրագրի մեջ, որը կոչվում է Battlefield Augmented Reality System (BARS)՝ նախատիպերի որոշ վաղ կրելի համակարգեր քաղաքային միջավայրում գործող զինվորների համար, որոնք գործում են իրավիճակի իրազեկման և ուսուցման համար։

• 1999. ՆԱՍԱ X-38-ը թռավ՝ օգտագործելով LandForm ծրագրային ապահովման վիդեո քարտեզի ծածկույթները Դրայդեն թռիչքների հետազոտական կենտրոնում։

• 2000թ. Rockwell International Science Center-ը ցուցադրում է առանց կապի կրելի հավելյալ իրականության համակարգեր, որոնք ստանում են անալոգային տեսանյութ և 3-D աուդիո ռադիոհաճախականության անլար ալիքների միջոցով։ Համակարգերը ներառում են բացօթյա նավիգացիոն հնարավորություններ՝ տեղանքի տվյալների բազայի թվային հորիզոնի ուրվանկարներով, որոնք իրական ժամանակում ծածկված են ուղիղ բացօթյա տեսարանում, ինչը թույլ է տալիս պատկերացնել ամպերի և մառախուղի պատճառով անտեսանելի տեղանքը։

• 2004. Արտաքին սաղավարտի վրա տեղադրված AR համակարգը ցուցադրվել է Trimble Navigation-ի և Human Interface Technology Laboratory-ի կողմից (HIT lab):

• 2006. Outland Research-ը մշակում է AR մեդիա նվագարկիչ, որը վիրտուալ բովանդակության վրա համադրում է իրական աշխարհի օգտատերերի տեսադաշտը երաժշտության նվագարկման հետ համաժամանակյա՝ դրանով իսկ ապահովելով AR ժամանցի սուզվող փորձ։

• 2008. Wikitude AR Travel Guide-ը գործարկվում է 2008 թվականի հոկտեմբերի 20-ին G1 Android հեռախոսով^[5]։

• 2009. ARToolkit-ը տեղափոխվեց Adobe Flash (FLARToolkit) Saqosha-ի կողմից՝ լրացված իրականությունը բերելով վեբ բրաուզերի մեջ։

• 2010. Կորեայի ականների դաշտի համար ական հայտնաբերող ռոբոտի նախագծում։

• 2012. գործարկում է Lyteshot-ը՝ ինտերակտիվ AR խաղային հարթակ, որն օգտագործում է խելացի ակնոցներ խաղի տվյալների համար։

• 2013թ. Մինա Լունան ստեղծեց առաջին նորաձևության ֆիլմը լրացված իրականությամբ։

• 2015. Microsoft-ը հայտարարում է Windows Holographic-ի և HoloLens լրացված իրականության ականջակալների մասին։ Ականջակալն օգտագործում է տարբեր սենսորներ և մշակող միավոր՝ բարձր հստակությամբ «հոլոգրամները» իրական աշխարհի հետ համատեղելու համար։

• 2016. Niantic-ը թողարկեց Pokémon Go-ն iOS-ի և Android-ի համար 2016-ի հուլիսին։ Խաղը արագ դարձավ սմարթֆոնների ամենահայտնի հավելվածներից մեկը և իր հերթին մեծացրեց լրացված իրականության խաղերի ժողովրդականությունը։

• 2017. Magic Leap-ը հայտարարում է Digital Lightfield տեխնոլոգիայի կիրառման մասին, որը ներդրված է Magic Leap One ականջակալում։ Creators Edition-ի ականջակալը ներառում է ակնոցներ և հաշվողական փաթեթ, որը կրում եք ձեր գոտու վրա։

• 2019. Microsoft-ը հայտարարում է HoloLens 2-ի զգալի բարելավումներով տեսադաշտի և էրգոնոմիկայի առումով^[6]։

Ծանոթագրություններ խմբագրել

↑ Johnson, Joel. "The Master Key": L. Frank Baum envisions augmented reality glasses in 1901 Mote & Beam 10 September 2012.
↑ Sutherland, Ivan E. (1968). "A head-mounted three dimensional display". Proceedings of the December 9-11, 1968, fall joint computer conference, part I on - AFIPS '68 (Fall, part I). p. 757. doi:10.1145/1476589.1476686. S2CID 4561103.
↑ Louis B. Rosenberg. "The Use of Virtual Fixtures As Perceptual Overlays to Enhance Operator Performance in Remote Environments." Technical Report AL-TR-0089, USAF Armstrong Laboratory (AFRL), Wright-Patterson AFB OH, 1992.
↑ Ramesh Raskar, Greg Welch, Henry Fuchs Spatially Augmented Reality, First International Workshop on Augmented Reality, Sept 1998.
↑ Wikitude AR Travel Guide. YouTube.com. Retrieved 9 June 2012.
↑ Official Blog, Microsoft [5], 24 February 2019.

Արտաքին հղումներ խմբագրել

[1] Johnson, Joel. "The Master Key": L. Frank Baum envisions augmented reality glasses in 1901 Mote & Beam 10 September 2012.

[2] Sutherland, Ivan E. (1968). "A head-mounted three dimensional display". Proceedings of the December 9-11, 1968, fall joint computer conference, part I on - AFIPS '68 (Fall, part I). p. 757. doi:10.1145/1476589.1476686. S2CID 4561103.

[3] Louis B. Rosenberg. "The Use of Virtual Fixtures As Perceptual Overlays to Enhance Operator Performance in Remote Environments." Technical Report AL-TR-0089, USAF Armstrong Laboratory (AFRL), Wright-Patterson AFB OH, 1992.

[4] Ramesh Raskar, Greg Welch, Henry Fuchs Spatially Augmented Reality, First International Workshop on Augmented Reality, Sept 1998.

[5] Wikitude AR Travel Guide. YouTube.com. Retrieved 9 June 2012.

[6] Official Blog, Microsoft [5], 24 February 2019.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]