Problemer med Augmented Reality

Det har længe virket som om augmented reality eksisterer i virtual realitys skygge. Ideen om at besøge fuldstændig virtuelle verdener adskilt fra vores egen har længe fanget offentlighedens fantasi og taget forrang frem for "forøgelsen" af vores eksisterende verden. På den anden side har augmented reality længe haft mange praktiske anvendelser i virksomhedsmiljøer, såsom industriel fremstilling. Dette kan føre til, at brugere stifter bekendtskab med teknologien på jobbet, hvilket potentielt kan føre til en stigning i forbrugernes augmented reality-brug derhjemme.

Teknologiforskningsfirmaet Gartner forudsiger, at virtual reality vil nå masseadoption i 2020 til 2023 , hvorimod det forudsiger masseadoption af augmented reality et par år efter det. Det betyder, at det potentielt vil vare et årti, før vi ser en storstilet vedtagelse af augmented reality, hvilket virker som en logisk konklusion.

Både virtual reality og augmented reality har tekniske problemer at løse. Augmented reality deler næsten alle de samme problemer med virtual reality-oplevelser, men har de yderligere problemer, der skal løses, med computervision til detektering af objekter i den virkelige verden, unikke visningsformfaktorer på transparente skærme (hvis der ikke bruges et videokamera som pass-through), digitalt objekt placering, låsning af digitale hologrammer på plads i den virkelige verden og meget mere.

Augmented reality: Formfaktorer og første indtryk

Augmented realitys største forsøg på at indhente virtual reality og træde ind i rampelyset af den offentlige bevidsthed kan også vise sig at være et af de største problemer, den har at kæmpe med. For at opleve virtual reality skal brugerne købe ekstra ydre enheder, såsom dyre headsets og computere til at drive dem. Tilføjelsen af ​​augmented reality til standard mobile enheder sætter straks en form for augmented reality i hundreder af millioner af brugeres hænder.

Den oplevelse af augmented reality er dog langt mindre end optimal. Ingeniørerne hos Apple og Google har gjort et forbløffende stykke arbejde med at bringe en augmented reality-oplevelse til enheder, der ikke er bygget primært til det formål, men de fleste forbrugeres første erfaring med augmented reality vil være en, der er begrænset til, hvad en mobilenhed kan levere.

Som man siger, får du aldrig en ny chance for at gøre et første indtryk. Hvis brugere har en augmented reality-oplevelse af lav kvalitet på deres mobile enheder, kan de i store træk forbinde denne oplevelse med augmented reality generelt og afvise teknologien fuldstændig som kun så avanceret, som en mobil augmented reality-oplevelse kan give. De kan derefter afvise det utal af andre formfaktorer, der eksisterer for at levere en potentielt overlegen augmented reality-oplevelse.

Augmented reality: Omkostninger og tilgængelighed

Løsningen på "første indtryk"-problemet er et problem for sig selv. Selvom en række augmented reality-headset og -briller ser ud til at være under udvikling, er kun nogle få udvalgte tilgængelige til køb i 2018, og de fleste er rettet mod virksomheder, er "udviklerudgaver" eller er generelt ikke klar til offentligt forbrug.

Plus, i modsætning til virtual reality, hvor en række billige headsets er tilgængelige, kan augmented reality headset/briller hardware nemt koste tusindvis af dollars, hvilket sætter dem uden for rækkevidde af alle undtagen de mest dedikerede innovatorer eller tidlige brugere. Denne omkostningsforskel kan hjælpe med at forklare, hvorfor augmented realitys masseudbredelse anslås at være et par år længere ude end virtual reality.

Augmented reality, og augmented reality-headsets specifikt, eksisterer meget i den tidlige fase af adoptionen, Innovators-stadiet. Det kan være udfordrende for teknologier at overvinde de tidlige adoptanters pukkel og krydse afgrunden for at nå det tidlige flertals forbrugeradoptionsstadium.

Den opfattede nytte af augmented reality

Den bedste hardware i verden betyder ingenting, hvis den ikke er ledsaget af fantastisk software. Offentligheden virker fascineret af løftet om augmented reality, men mange er ikke helt sikre på, hvad de ville bruge det til. Mange mennesker forstår fordelene ved virtual reality, fordi det at kunne sætte sig selv i en fuldstændig virtuel verden er blevet udforsket i relativ dybde af populære medier. Augmented reality er på den anden side forblevet lidt mere under radaren, hvilket gør det svært for offentligheden at forestille sig, hvordan det vil blive brugt.

Dette kan være et kylling-eller-ægget-scenarie. Softwareudviklere ønsker ikke at bygge software til hardware, der ikke har nået bestemte forbrugsniveauer, og forbrugere ønsker ikke at købe hardware, der ikke har en bred base af applikationer, de kan bruge. Brugere har brug for en tvingende grund til at købe disse enheder.

Det vil sandsynligvis tage et par initiativrige softwareudviklere, der skal skabe nogle "must-have"-applikationer, der vil drive forbrugeradoption. Selvom vejen for disse softwareudviklere ikke vil være godt tilbagelagt, vil dem, der skal skabe de første "dræberapplikationer" til aug, blive pænt belønnet.

Der findes allerede en række augmented reality-applikationer, der viser, hvad augmented reality er god til.

Augmented reality og sporing

Et af de største træk ved augmented reality er evnen til at placere digitale objekter i det tredimensionelle rum i den virkelige verden. Det er moderat nemt at placere et objekt ved at bruge en markør i den virkelige verden til at angive, hvor objektet skal hen, men det ultimative mål med mange augmented reality-applikationer er sporing uden markør.

Eksemplet nedenfor viser et eksempel på markør-baseret augmented reality. Markør-baseret augmented reality kræver, at en specifikt designet markør placeres i det virkelige rum, som kameraerne/computersynet kan orientere sig efter. I dette eksempel er en papirudskrift af en QR-kode blevet lagt på bordet, og augmented reality-softwaren placerer det digitale hologram af en terning ovenpå. Markør-baseret augmented reality kan give en meget solid base at spore fra, fordi computervisionen ikke behøver at være så sofistikeret som markørløs sporing. Den skal bare genkende markøren.

Markør-baseret augmented reality.

Et af de udtryk, du vil høre, når du diskuterer augmented reality, er computersyn. Computersyn er et bredt fagområde, men i sammenhæng med augmented reality beskriver det typisk, hvordan en computer kan forstå det miljø, den ser via digitalt billede eller video.

Computervision, der kan håndtere markørløs augmented reality, er teknologisk vanskeligt, fordi det kræver en kompleks forståelse af den virkelige verden 3D-rum. Vores hjerner kan se en scene og nemt skelne mellem en væg, et vindue og en døråbning, men en computer vil bare se en samling af pixels, uden at den ene pixel er mere meningsfuld end den anden. Computer vision beskriver, hvordan en computer kan tage en samling af pixels og forstå, hvad de betyder. For eksempel, givet et billede af en tabel, ville computersyn tillade applikationen ikke kun at genkende den som en samling af pixels, men også identificere den som et objekt i 3D-rum med en højde, bredde og dybde.

Selv på systemer, der kan udføre den forarbejdning, der kræves til markørløs augmented reality, kan der være forsinkelse, mens behandlingen finder sted. Nogle augmented reality enheder er hurtigere end andre til at behandle miljøet (med HoloLens udfører især godt i denne henseende), men mange augmented reality-enheder lider en vis mængde af sporing latency (forsinkelse). Flyt din mobilenhed, eller skift din hovedposition hurtigt nok, og du vil muligvis se nogle skift af de digitale hologrammer placeret i det fysiske rum, selv på de bedste af den nuværende generations enheder.

Men i den virkelige verden, hvis du observerede en stol ændre stilling eller glide hen over gulvet, når du drejede dit hoved, ville du antage, at dit hus var hjemsøgt. Disse sporingsproblemer er stadig en almindelig begivenhed i augmented reality-oplevelser i dag.

At få sporing korrekt er en af ​​de største udfordringer, augmented reality står over for, men en der vil gå langt i retning af at bevare illusionen om en brugers digitale genstande, der eksisterer i det fysiske rum. Forvent, at næste generation af enheder gør sporing til en prioritet og forbedrer den nuværende generation af sporingsteknologi.

Augmented reality: synsfelt

Synsfelt (FOV) refererer til det rum, hvori digitale hologrammer kan optræde. For eksempel er FOV for mobil augmented reality mængden af ​​synlig plads på din enheds skærm. Enhedens skærm fungerer som dit vindue ind i augmented reality-verdenen. Kig væk fra dette vindue ind i det digitale, og du vil kun se den virkelige verden, hvor der ikke eksisterer hologrammer.

På nogle nuværende augmented reality-headset/briller dækker den digitale FOV typisk kun et meget lille område inden i visiret eller brillerne, ikke hele det synlige område. Dette giver effekten af ​​at se ind i den virtuelle verden gennem et lille vindue eller brevåbning.

På samme måde som at se gennem en bogstavspalte vil hologrammerne kun blive vist i det område, du markerer som synligt hologram. Enhver del af hologrammet, der falder ind i det område, du markerer hologrammet som ikke synligt, ville blive skåret af på det tidspunkt. Som du kan se, har et headset med en smal FOV meget sværere ved at tilbyde samme niveau af fordybelse som et headset med en større FOV.

Det er klart, at en større FOV er at foretrække frem for en mindre. Hvis de holografiske billeder kun vises i et lille vindue, er det nemt at blive trukket ud af oplevelsen, da du ser hologrammerne blive skåret af i din FOV. Meta 2 ser ud til at have den største FOV af den nuværende batch af headsets, og hævder en 90-graders FOV, men alle har en lang vej at gå, før de nærmer sig FOV af det menneskelige øje (ca. 135 grader lodret og 200 grader vandret).

Forbedring af FOV for de augmented reality-oplevelsesfigurer til at være et af de næste store spring for augmented reality at tage med sin næste generation af hardware. Faktisk har Microsoft allerede annonceret, at det har fundet en måde at mere end fordoble sin nuværende FOV for sin næste generation af HoloLens, hvilket ville være et stort skridt i retning af at løse den største klage, de fleste mennesker har med HoloLens.

Visuals i augmented reality

Ligesom den nuværende generation af virtual reality-headsets, kæmper de nuværende augmented reality-headsets med at opfylde de højopløsningskrav, som forbrugerne er vant til.

Derudover lider mange nuværende augmented reality-enheder af dårlig okklusion (effekten af, at et objekt blokerer et andet objekt). I augmented reality refererer okklusion typisk til fysiske objekter, der skjuler digitale. Du har måske bemærket dette problem i augmented reality-mobilapps såsom Pokémon Go : Nogle gange er du i stand til at skabe en meget realistisk scene med Zubat svævende over jorden; andre gange ser Squirtle ud til at sidde halvt fast inde i en væg. Sådanne billeder skyldes mangel på korrekt okklusion i augmented reality. Når okklusion udføres korrekt, kan digitale objekter præcist og realistisk placeres i ethvert forhold til objekter fra den virkelige verden - under dem, delvist bag dem, oven på dem, eller hvad simuleringen nu kræver.

HoloLens- og Meta 2- enhederne kan udføre en rimelig grad af okklusion, og Magic Leaps demovideoer ser ud til at vise et meget højt niveau af okklusion (selvom fordi enheden endnu ikke er sendt fra midten af ​​2018, er det svært at forudsige, om produktionen enheden vil være i stand til at nå den høje bjælke, der er sat i dens videodemoer).

Billedet nedenfor viser et skærmbillede af okklusionens Magic Leap vist i en af ​​dens tidlige demovideoer. Det digitale hologram af en robot er problemfrit okkluderet af toppen og sidebenet på et bord. Hvis Magic Leap er i stand til at replikere denne troværdighed af grafik, kombineret med dette niveau af okklusion i sin masseforbruger-enhed, vil det være et stort skridt fremad for augmented reality.

Det virker måske ikke af meget, men tænk over det i forhold til den markørløse orientering. For at placere robotten bag bordbenet skal simuleringssoftwaren forstå 3D-rummet og ikke kun se en samling pixels. Den skal se scenen og kunne beregne, hvad der skal være i forgrunden, hvad der skal være i baggrunden, og hvor det digitale hologram skal passe ind i alt dette. Den skal forstå, hvad "under bordet" betyder og vide, hvilke dele af bordet, der er længere fremme i rummet end andre. Det er ikke let at opnå.

Kilde: YouTube
Magic Leap demovideo.

For at augmented reality kan levere en kvalitetsoplevelse på en masseforbrugerskala, vil løsning af okklusion for dynamiske miljøer være et vigtigt spørgsmål at løse.