IT.UA - home page

Меню
Aside section
Назад к списку

Технологии дополненной реальности появились относительно недавно, терминология еще не устоялась, подробно об этом говорится в статье «Дополненная, виртуальная и прочие реальности». Википедия дает следующие определения.

Дополненная реальность (augmented reality, AR) — результат введения в поле восприятия любых сенсорных данных с целью дополнения сведений об окружении и улучшения восприятия информации.
Термин «дополненная реальность» предположительно был предложен исследователем корпорации Boeing Томом Коделом (Tom Caudell) в 1990 году.

Существует несколько других определений дополненной реальности. В частности, исследователь Рональд Азума (Ronald Azuma) в 1997 году определил её как систему, которая:

1) совмещает виртуальное и реальное;
2) взаимодействует в реальном времени;
3) работает в 3D.

В концепции Пола Милграма (Paul Milgram) и Фумио Киширо (Fumio Kishino) дополненная реальность является частью смешанной реальности, которую также называют гибридная реальность (hybrid reality).
Эта концепция была предложена еще в 1994 году. Но, начиная с 2016 года, компания Microsoft начала активно использовать термин «смешанная реальность» для продвижения на рынке своего продукта HoloLens. И теперь некоторые эксперты (и поставщики оборудования) подразделяют термины следующим образом:

Дополненная реальность (AR) — проецирование любой цифровой информации (изображения, видео, текст, графика и т.д.) поверх экрана любых устройств. В результате реальный мир дополняется искусственными элементами и новой информацией. Может быть реализована с помощью приложений для обычных смартфонов и планшетов, очков дополненной реальности, стационарных экранов, проекционных устройств и других технологий.

Смешанная реальность (MR) — проецирование трехмерных виртуальных объектов или голограмм на физическое пространство. Позволяет перемещаться вокруг виртуального объекта, осматривать его со всех сторон и, при необходимости, внутри. Требует, как правило, специального оборудования (очков или шлемов).

Именно этими определениями мы и будем руководствоваться в этой статье; речь в ней пойдет в основном о дополненной реальности.

Как работает технология AR

Общая схема создания дополненной реальности во всех случаях такова: камера устройства AR снимает изображение реального объекта; программное обеспечение (ПО) устройства проводит идентификацию полученного изображения, выбирает или вычисляет соответствующее изображению визуальное дополнение, объединяет реальное изображение с его дополнением и выводит итоговое изображение на устройство визуализации.
Несколько подробнее технологию создания дополненной реальности мы рассмотрим на примере использования ее для диагностики промышленного оборудования или управления им.

Для работы с AR на производстве используется смартфон, планшет или смарт-очки с видеокамерой и соответствующим ПО. Если объектив видеокамеры направлен на объект (единицу оборудования), ПО распознает его или по заблаговременно установленному маркеру, или после анализа формы объекта.
Распознав объект, ПО подключается к трехмерному цифровому двойнику объекта, размещенному на сервере предприятия или в облаке.
Затем устройство AR загружает необходимую информацию и накладывает ее на изображение объекта. В результате сотрудник предприятия видит на экране (или через очки) отчасти физическую реальность, отчасти цифровую. При этом оператор, управляющий данной единицей оборудования, и техник-ремонтник, глядя на один объект, будут видеть разную дополненную реальность, в соответствии с выполняемыми функциями. Ремонтник может видеть данные о наработке или, допустим, рабочей температуре того или иного узла обслуживаемого оборудования. Оператору устройство AR может помогать управлять объектом — посредством сенсорного экрана, голосом или жестами. При движении сотрудника размер и ориентация дисплея AR автоматически корректируются, ненужная информация исчезает, а новая появляется.

Трехмерная цифровая модель создается либо при помощи САПР (обычно еще на этапе разработки объекта), либо путем оцифровки данной единицы оборудования. Этот цифровой двойник собирает информацию о состоянии объекта, получаемую от него самого, из информационных систем и из внешних источников. С его помощью ПО дополненной реальности масштабирует и точно размещает на изображении объекта или вокруг него актуальные данные.2

Пример использования AR в решении SmartEAM компании IT-Enterprise на предприятии ИНТЕРПАЙП СТАЛЬ

Устройства, реализующие AR

Устройства, способные создавать дополненную реальность, можно разделить на следующие группы.

Мобильные устройства. К ним относятся планшеты, смартфоны, очки и, в перспективе, линзы дополненной реальности.

На планшеты и смартфоны должно быть установлено специализированное ПО. Например, на смартфоны и планшеты можно устанавливать браузеры дополненной реальности, такие как Wikitude, Layar, Blippar, или специальные приложения (в частности, City Lens для Windows Phone). Эти браузеры могут показывать ближайшие к месту нахождения пользователя достопримечательности, магазины, кафе, пункты проката, пункты обслуживания и т.п., а также выполнять другие полезные функции.3

Очки дополненной реальности — это отдельное полноценное устройство, разработанное непосредственно для работы с AR. Они, в большинстве своем, умеют проецировать голограммы и информацию в реальное пространство, но не привязывают их к физическим объектам. Фактически это просто экран перед глазами. Наиболее известны очки Google Glass (в 2018 г. обычным пользователям были доступны версии 2.0 и 3.0, компаниям — версия 2017-го года, Google Glass Enterprise Edition). С ними конкурируют Vuzix Blade, Epson Moverio, Sony SmartEyeglass. По сравнению с Google Glass эти и другие очки дополненной реальности дешевле и доступнее — обычные пользователи могут купить их на официальных сайтах.
А вот очки Microsoft HoloLens, Magic Leap One и Meta 2 — это уже очки смешанной реальности, т.е. они позволяют работать с виртуальными объектами, привязанными к реальному миру.4

Линзы для дополненной реальности пока еще остаются технологией будущего. Разработчики стремятся превратить линзы в прозрачный экран, содержащий систему управления, миниатюрную камеру, антенну, светодиоды и другие оптоэлектронные компоненты. В частности, компания Samsung уже подала патент на «умные» контактные линзы, работы в этом направлении ведет и компания Google. Но на рынок подобные устройства выйдут не ранее чем 5–10 лет.5

Стационарные устройства. Это может быть телевизор, экран компьютера, игровой компьютер типа Kinect. На экран телевизора выводится уже дополненное изображение (особенно часто это бывает во время трансляции футбольных и хоккейных матчей), пример для компьютера — карты Google в режиме «Satellite», когда на спутниковый снимок накладываются названия улиц и достопримечательностей. Иногда используются широкоформатные экраны, а также проекционные системы, способные накладывать изображения не только на экраны, но и на любые поверхности.

Специальные средства. К ним относятся, например, специализированные шлемы военных пилотов. На стекло шлема выводится необходимая пилоту важная информация, и он может воспринимать ее, не переводя взгляд на приборную панель, экономя тем самым драгоценные секунды. Многие подобные системы позволяют осуществлять целеуказание путём поворота головы или движением глазных яблок пилота. Шлем пилота истребителя пятого поколения F-35 использует настолько современные технологии, что пилот может видеть даже сквозь непрозрачный корпус самолёта. Это самый дорогой шлем в мире — его стоимость превышает 400 тыс. долл. А британские инженеры разработали для военных пилотов шлем с уже встроенной системой ночного видения.6
На защитном стекле «умного мотошлема» может отображаться скорость мотоцикла, маршрут, текстовые сообщения и многое другое. Похожую технологию используют и для отображения информации на лобовом стекле автомобиля.7

Дополненная реальность в промышленности

Компания Boeing на протяжении последних 20 лет искала систему, способную сократить время на производство кабельных жгутов и устранение ошибок при их изготовлении. Бортовые системы самолетов содержат множество компонентов, связанных между собой проводами и кабелями. Их общая длина в самолёте Боинг-747, например, составляет 250 километров.8 Укладка и соединение проводов производится по специальному шаблону, после чего их скрепляют в жгуты, а на концы кабелей устанавливают разъемы. Такая работа занимает длительное время и чревата ошибками. В начале 2014 г. компания внедрила решение дополненной реальности на платформе очков Google Glass. За счет внедрения технологии AR удалось сократить время производства на 25% и снизить количество ошибок на 50%.9

Компания Lockheed Martin использует технологии дополненной реальности при сборке самолета F-35. В качестве основной платформы используются AR-очки Epson Moverio BT-200, оборудованные датчиками движения и глубины. Когда техник монтирует на шасси деталь тормоза, в очках он видит все данные о том, где и в каком порядке нужно проводить сборку и подсоединять кабели. По данным компании NGRAIN, внедрившей эту систему, программное обеспечение позволяет инженерам работать быстрее на 30% и с точностью до 96%.10 (Стоит отметить, что компания Lockheed Martin с успехом использует также и технологию VR, подробнее об этом говорится в статье «Виртуальная реальность».)

Концерн Fiat Chrysler Automobiles (FCA) применил в своей работе проекционную AR-систему OPS Solutions. Теперь на каждом этапе сборочного процесса рабочие получают наглядную информацию о своем следующем шаге.

Машиностроительное предприятие AGCO (США) в 2015 г. оснастило участки большими дисплеями, на которые выводился трехмерный состав изделий и полный комплект документации, необходимый для быстрой и качественной сборки изделий (тракторов и другой сельскохозяйственной техники). В 2017 г. предприятие перешло на использование очков Google Glass, благодаря чему контроль качества ускорился на 20%.

Портативные виртуальные визуализаторы PVAITV и MibiPV, разработанные специально для инженеров и IT-специалистов, позволяют сканировать оборудование и выявлять ошибки/поломки, которые необходимо устранить. Программа указывает, где находится поврежденный разъем или выдернутый шнур.11

Рабочие General Electric при сборке ветряных турбин на заводе во Флориде связываются с экспертами через очки дополненной реальности, показывают собираемое оборудование в поле зрения и получают ответы на вопросы от специалистов, конструировавших турбины, с помощью тех же очков. Анализ показывает рост производительности на 34% по сравнению с использованием предыдущих технологий сборки оборудования.12

Помимо все более активного применения в промышленности дополненная реальность используется в компьютерных играх, маркетинге (в частности, в уличном маркетинге, когда большой экран с AR выставляется в людном месте), в моде, социальных сетях, медицине и хирургии, туризме, в прессе, музейном деле — и список примеров применения AR постоянно пополняется.13

Финансовые перспективы (AR как J-технология)

По данным консалтинговой фирмы Digi-Capital, в 2017 году инвесторы в США вложили в VR- и AR-стартапы свыше $3 млрд. В итоге рынок значительно превзошел прогнозы. Но вместе с тем рынок VR/AR весьма нестабилен и «разогревается» разовыми крупными сделками, а инвестируют в него в основном венчурные инвесторы. При этом значительный объем средств инвесторов приходится на долю стартапа Magic Leap. За несколько лет проект суперсекретных очков дополненной реальности получил свыше $2 млрд. от компаний Google, Alibaba, Qualcomm и саудовских фондов. В чем причина такой щедрости? Основатель компании Рони Абовитц после ряда исследований пришел к выводу, что мозг использует далеко не все данные, поступающие в него через зрительную систему. Поэтому для новой технологии можно использовать не всё световое поле, а лишь избранные биты информации, которые будут правильно интерпретироваться зрительной корой. И тогда можно избавиться от дисплеев и полагаться непосредственно на глаза пользователей. Так что инвесторы знали, во что вкладывают деньги. Разработка длилась в течение 7 лет, заказы на первые образцы для разработчиков ценой 2295 долл. начали принимать в августе 2018 г.14

Что касается рынка в целом, то он также пока нестабилен. Так, если в июле 2017 г. аналитики компании IDC полагали, что мировой объем продаж товаров и услуг, связанных с технологиями дополненной и виртуальной реальности (AR/VR), с 11,4 млрд. долл. в 2017 году вырастет почти до 215 млрд. долл. в 2021 году и в среднем объем рынка будет ежегодно расти на 113,2%,15 то в 2018 г. их оценки изменились. По новым прогнозам, с 2017-го по 2022 годы мировой рынок технологий дополненной (AR) и виртуальной (VR) реальности будет расти в среднем на 71,6% в год. Итого — 106 млрд. долл. в 2022 г., а не 215 млрд. долл. в 2021 г.16

Аналитики компании Digi-Capital дают несколько иные оценки: к 2020 году стоимость рынка VR составит $30 миллиардов, а AR — $90 миллиардов. Однако Джесси Шелл, генеральный директор Schell Games и профессор Университета Карнеги-Меллон, считает, что это «крайне неверный прогноз». Он полагает, что рынок будет развиваться очень медленно. А значит, стартапам стоит учесть, что суровые времена затянутся на более длительный период, чем планировалось. Шелл считает, что к 2025 году доля прибыли AR составит 15% от дохода рынка VR, то есть примерно $1,1–$3,3 млрд. Рынок дополненной реальности по-прежнему будет небольшим, и его ждут трудности. По словам Шелла, пройдет еще много лет, прежде чем технологии разовьются настолько, чтобы создать очки дополненной реальности, которые не отличались бы от обычных очков.17

Однако Тим Кук, генеральный директор компании Apple, неоднократно заявлял, что AR на данный момент является самой перспективной технологией. По его словам, дополненная реальность — настолько же грандиозная идея, как и создание смартфона. Периодически в сети появляются сведения о работе Apple над очками дополненной реальности, предполагаемая дата выпуска — конец 2019 г.18

Павел Биленко, основатель инженерного центра ТЕКНЕР, считает, что AR — одна из J-технологий с ускоренной диффузией. Скорость диффузии технологий — это время, за которое технологии начинают активно использоваться большинством потребителей. За последние 110 лет скорость диффузии потребительских технологий стремительно росла, и сейчас кривая развития некоторых из них по форме напоминает букву J, т.е. технология за считанные годы после рождения становится ключевым конкурентным преимуществом компании.
Еще один немаловажный факт, говорящий о безусловной перспективности AR — оздание в 2015 году альянса Augmented Reality for Enterprise Alliance (AREA). В этот альянс входят такие крупные компании, как Bosch и Boeing. Цель альянса — бесплатный (для американского рынка) и открытый обмен лучшими практиками, извлеченными уроками и технологическими ресурсами, которые будут помогать предприятиям эффективно внедрять AR.19 11-го апреля 2017 года объявлено о разработке участниками этого альянса ключевых отраслевых руководящих документов. Документы разрабатывались при содействии UI Labs, Lockheed Martin, Caterpillar и Procter & Gamble.

Ссылки:

1. https://lenta.ru/articles/2017/07/07/ar/
2. https://hbr-russia.ru/innovatsii/tekhnologii/a24121
3. https://i-look.net/news/augmented-reality-browsers.html
4. https://www.unipage.net/ru/p/google_glass_3
5. http://controlengrussia.com/innovatsii/dopolnennaya-real-nost/ar/
6. https://www.prosoft.ru/cms/f/466284.pdf
7. http://tofar.ru/kak-rabotaet-ar.php
8. http://krasvozduh.ru/zavod-boing/
9. https://gigazine.net/gsc_news/en/20160715-boeing-google-glass
10. https://www.popularmechanics.com/flight/a13967/lockheed-martin-augmented-reality-f-35/
11. https://ar-conf.ru/ru/news/razvitie-dopolnennoy-realnosti-v-aviakosmicheskoy-otrasli-34872
12. http://www.forbes.ru/tehnologii/344377-zhizn-v-forme-j-riski-i-vozmozhnosti-uskoreniya-diffuzii-tehnologiy
13. https://augmentedreality.by/example/
14. https://adindex.ru/publication/opinion/media/2018/07/9/172599.phtml
15. https://www.cio.ru/articles/050917-Kak-podgotovit-predpriyatiya-k-prihodu-virtualnoy-dopolnennoy-i-smeshannoy-realnosti
16. https://www.osp.ru/news/2018/06/13034605/
17. https://rb.ru/story/vr-ar-2025/
18. https://lenta.ru/articles/2017/07/07/ar/
19. http://www.forbes.ru/tehnologii/344377-zhizn-v-forme-j-riski-i-vozmozhnosti-uskoreniya-diffuzii-tehnologiy

  • Предыдущая
  • следующая
Get in touch

Получить
наше бизнес предложение
Получить
наше бизнес предложение
Заполнить форму