Применение виртуальной, дополненной и смешанной реальности: размеры рынка и проблемы развития 7
Техническое обеспечение создания виртуальной и дополненной реальности
жүктеу/скачать 1,38 Mb.
|
RUSВиртуальные миры в образовании 2
1.2. Техническое обеспечение создания виртуальной и дополненной реальностиПроцесс эволюции человека заключается в том, что люди накапливают знания и создают устройства, упрощающие жизнь. Такими направлениями могут выступать виртуальная и дополненная реальность. Ранее она были лишь мечтой, существовавшей только на экранах кино и в научно-фантастических книгах, но наступают перемены. Технологии развиваются, стали практичными и доступными. Человек не только может увидеть что-то, а приобретает опыт по погружению внутрь его [13]. Виртуальная реальность выступает мощным средством для создания острых ощущений и интерактивных проекций непосредственно в трехмерном виртуальном пространстве. Подключая различные рецепторы (осязательные, зрительные, обонятельные и слуховые), решения в сфере виртуальной реальности дают пользователю полное представление об окружающей среде и обеспечивают высокий уровень его вовлеченности в этот мир. Виртуальная реальность реализуется с помощью изображения, звука, имитации тактильных ощущений, которые используются при решении задач по виртуальному прототипированию и эргономическому проектированию, создании различных тренажеров, в том числе и медицинских, дистанционном управлении роботами, в том числе и в микро- и нано системах при создании виртуальных скульптур. Создание виртуальной реальности в техническом плане обеспечивают такие группы устройств. Шлемы виртуальной реальности (очки виртуальной реальности). К ним относятся Oculus Rift. Шлем по характеристикам превосходит все существующие в мире аналоги. С марта 2016 года начались поставки улучшенной версии Oculus Rift для обычных пользователей. Цена первой версии Oculus, ориентированной на потребителя, составила в США 599 долларов и в Европе – 699 евро. К основным характеристикам шлема Oculus Rift относятся: разрешение - 2160×1200; экран - 5.7" OLED (Development Kit 2, может меняться); частота регенерации - 90Гц, причем отдельно для каждого дисплея; поле обзора – 1000С; сенсоры - акселерометр, гироскоп, магнитометр; разъемы - HDMI, USB 2.0, 3.0. Системы по отслеживанию движений головой. Они отслеживают движение и повороты головы человека в пространстве. Самые известные из них – это HeadJoy, система трекинга A.R.T., TrackIR, RUCAP UM-5. На сегодня системы отслеживания перемещения головы встроены во многих других устройствах, таких как шлемы виртуальной реальности, системы отслеживания движения тела и глаз. TrackIR использует камеру с подсветкой инфракрасными диодами; в качестве маркера применяется специальная отражающая наклейка. Также в некоторых комплектациях TrackIR содержится кепка с двумя вшитыми маркерами (спереди и сзади для тех, кто носит её назад козырьком). TrackIR контролирует движение по 6 степеням свободы. Недостатком на сегодня является высокая цена. В RUCAP используется ультразвуковой маркер. Движение головы с высокой точностью отслеживается по 6 степеням свободы. К основным характеристикам относятся: скорость реакции - 160 кадров в секунду; точность 1 мм по осям X, Y, Z; точность 10С по углам; величина рабочей зоны: по расстоянию 0,2-1,7 м, по ширине - 1,0 м. Системы отслеживания движения глаз контролируют движение зрачков и в каждый момент времени могут определить, в какую сторону смотрит человек. На сегодня такие системы практически отсутствуют на рынке потребительских товаров, но они нашли свое применение в науке и медицине для помощи в изучении поведения человека. Wired Gloves - перчатки виртуальной реальности. Главным средством взаимодействия человека с окружающим миром являются его руки. Поэтому давно уже существовала идея создания «виртуальной руки». Для этого предлагают пользоваться специальными перчатками, которые будут отслеживать движение кистей рук и пальцев. 3D мыши и 3D контроллеры. Стандартные 2D контроллеры, как мышка, помогают показывать точку на плоскости, а когда речь идет о применении мышки в 3D играх, то для добавления еще одного измерения приходится использовать в качестве дополнительного устройства, к примеру, клавиатуру [18]. В разработках современных технологий имеются и более совмещённые манипуляторы, которые обеспечивают работу в 3D. При их применении пользователь пользуется «джойстиком» и ставит его в положение, которое отслеживается компьютером. Беговую дорожку Omni в комплекте с контроллером Kinect и очками виртуальной реальности обеспечивает максимальное погружение в виртуальную реальность, изменяя движения пользователя в действия виртуального героя. Платформа Omni представляется в виде вогнутой восьмиугольной всенаправленной беговой дорожки с низким коэффициентом трения поверхности. Игрок в специальной обуви может бежать, шагать, менять направление движения и прыгать, а персонаж дублирует все эти движения. Существует специальное кольцо безопасности, которое удерживает игрока от падения. При применении платформы Omni вместе с контроллером Kinect и очками для виртуальной реальности пользователь может в полной мере погрузиться в процесс игры. Kinect отвечает за движения руками и команды пользователя при помощи голоса. А очки для виртуальной реальности применяют для обеспечения кругового обзора. В комплекте игровая платформа имеет вес около 50 кг, а ее размер в наиболее широком месте равны 122 см. Она применима игроками с ростом 142-195 см, но с весом не тяжелее 130 кг [24]. Под дополненной реальностью подразумевается технология, которая позволяет накладывать сверху на реальный мир цифровые данные и информацию об исследуемом объекте при помощи компьютерных устройств. Характерной чертой этой технологии является получение динамических и статических данных в реальном времени при помощи визуализации данных об определенном объекте. Применяемые средства по разработке технологии дополненной реальности, находятся в прямой зависимости от типа реализуемых задач и доступных средств для их реализации. Такие средства как Daqri, MixAR и ZooBrust являются предельно простыми и не требуют высоких навыков в программировании. Другие инструменты, с содержащимися в себе наборами SDK: ARToolKit, Unifeye Mobile SDK, Wikitude, создавались специально для разработчиков приложений [15]. Daqri - это платформа, позволяющая пользователям формировать QR-коды и отображать фильмы, изображения и другой контент, как только они становятся распознанными камерой смартфона. Самым интересным в этой платформе является то, что Daqri дает возможность пользователям создавать приложения дополненной реальности без написания кодов. Студия Hololabs занимается разработкой приложения для iPhone под названием MixAR, которое дает возможность пользователю создавать свои 3D модели дополненной реальности, видео и фотографии без необходимости написания самого кода. Платформа MixAR помогает пользователям сфотографировать объект, с последующим преобразованием его в 3D-модель, для дополнения объектов реального мира. Результат сохраняется подобно видео. ZooBurst - это инструментарий, который позволяет авторам создавать собственные 3D книги. Автор просто держит маркер в ZooBurst перед веб-камерой, а всплывающая 3D книга будет появляться на экране, в масштабе равная оригинальному размеру книги. ARToolKit относится к свободно распространяемой библиотеке с открытым исходным кодом, написанным на языке С, для формирования новых приложений дополненной реальности. ARToolKit применяет методы компьютерного зрения для расчета необходимого положения и ориентации камеры по отношению к карточкам-маркерам. Что позволят программисту осуществлять наложение виртуальных объектов поверх маркеров. Технологии виртуальной и дополненной реальности позволили раскрыть заложенное внутри каждого человека желание быть вместе с подобными себе, путешествовать, развлекаться и общаться. Наука придумала способ достижения для того, чтоб убрать расстояния, рамки и другие аспекты, препятствующие получению подобного опыта в реальной жизни. жүктеу/скачать 1,38 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|