Ongelmia lisätyn todellisuuden kanssa

On pitkään tuntunut siltä, ​​että lisätty todellisuus on olemassa virtuaalitodellisuuden varjossa. Ajatus vierailla täysin virtuaalisissa maailmoissa, jotka ovat erillään omasta, on jo pitkään valloittanut yleisön mielikuvituksen ja noussut olemassa olevan maailmamme "lisäämisen" edelle. Toisaalta lisätyllä todellisuudella on pitkään ollut monia käytännön sovelluksia yritysympäristöissä, kuten teollisessa valmistuksessa. Tämä voi johtaa siihen, että käyttäjät perehtyvät teknologiaan työssään, mikä saattaa johtaa kuluttajien lisätyn todellisuuden käytön lisääntymiseen kotona.

Teknologiatutkimusyhtiö Gartner ennustaa, että virtuaalitodellisuus saavuttaa massakäyttöönoton vuoteen 2020–2023 mennessä , kun taas se ennustaa lisätyn todellisuuden massakäyttöön muutaman vuoden kuluttua siitä. Tämä tarkoittaa, että saattaa kestää vuosikymmen, ennen kuin näemme laajennetun todellisuuden laajamittaisen käyttöönoton, mikä vaikuttaa loogiselta johtopäätökseltä.

Sekä virtuaalitodellisuudessa että lisätyssä todellisuudessa on ratkaistava teknisiä ongelmia. Lisätty todellisuus jakaa lähes kaikki samat ongelmat kuin virtuaalitodellisuudessa, mutta siinä on lisäongelmia, jotka on ratkaistava tietokonenäön suhteen todellisen maailman kohteiden havaitsemiseen, ainutlaatuisiin näytön muototekijöihin läpinäkyvillä näytöillä (jos videokameraa ei käytetä läpivientinä), digitaaliseen objektiin sijoittaminen, digitaalisten hologrammien lukitseminen paikoilleen todellisessa maailmassa ja paljon muuta.

Lisätty todellisuus: muototekijät ja ensivaikutelmat

Lisätyn todellisuuden suurin yritys saada kiinni virtuaalitodellisuuteen ja astua yleisen tietoisuuden parrasvaloihin saattaa myös osoittautua yhdeksi sen suurimmista ongelmista. Virtuaalitodellisuuden kokemiseksi käyttäjien on ostettava ylimääräisiä oheislaitteita, kuten kalliita kuulokkeita ja tietokoneita. Lisätyn todellisuuden lisääminen tavallisiin mobiililaitteisiin tuo välittömästi lisätyn todellisuuden muodon satojen miljoonien käyttäjien käsiin.

Tämä lisätyn todellisuuden kokemus on kuitenkin paljon vähemmän kuin optimaalinen. Applen ja Googlen insinöörit ovat tehneet hämmästyttävää työtä tuodakseen lisätyn todellisuuden kokemuksen laitteisiin, joita ei ole rakennettu ensisijaisesti tätä tarkoitusta varten, mutta useimpien kuluttajien ensimmäinen kokemus lisätystä todellisuudesta on sellainen, joka rajoittuu siihen, mitä mobiililaite pystyy tarjoamaan.

Kuten sanonta kuuluu, et koskaan saa toista mahdollisuutta tehdä ensivaikutelmaa. Jos käyttäjillä on heikkolaatuinen lisätyn todellisuuden kokemus mobiililaitteissaan, he voivat yhdistää tämän kokemuksen laajennettuun todellisuuteen yleensä ja jättää tekniikan kokonaan huomiotta niin edistyneeksi kuin mobiili lisätyn todellisuuden kokemus voi tarjota. He voivat sitten hylätä lukemattomia muita muototekijöitä, jotka tarjoavat mahdollisesti ylivoimaisen lisätyn todellisuuden kokemuksen.

Lisätty todellisuus: Hinta ja saatavuus

Ratkaisu "ensimmäisen vaikutelman" kysymykseen on oma asia. Vaikka useita lisätyn todellisuuden kuulokkeita ja laseja näyttää olevan kehitteillä, vuonna 2018 on ostettavissa vain muutama, ja useimmat on suunnattu yrityksille, ovat "kehittäjäversioita" tai eivät yleensä ole valmiita julkiseen kulutukseen.

Lisäksi toisin kuin virtuaalitodellisuudessa, johon on saatavilla useita edullisia kuulokkeita, lisätyn todellisuuden kuulokemikrofonit/lasit voivat helposti maksaa tuhansia dollareita, mikä jättää ne kaikkien paitsi kaikkein omistautuneimpien keksijöiden tai varhaisten käyttöönottajien ulottumattomiin. Tämä kustannusero voi auttaa selittämään, miksi lisätyn todellisuuden massan käyttöönoton arvioidaan olevan muutaman vuoden kauempana kuin virtuaalitodellisuuden.

Lisätty todellisuus ja erityisesti lisätyn todellisuuden kuulokkeet ovat olemassa suurelta osin käyttöönoton alkuvaiheessa, Innovators-vaiheessa. Teknologioiden voi olla haastavaa voittaa varhaisten omaksujien kyhmy ja ylittää kuilun päästäkseen varhaisen enemmistön kuluttajien omaksumisvaiheeseen.

Lisätyn todellisuuden koettu hyödyllisyys

Maailman paras laitteisto ei tarkoita mitään, jos siihen ei liity uskomattomia ohjelmistoja. Yleisö näyttää kiinnostuneen lisätyn todellisuuden lupauksesta, mutta monet eivät ole aivan varmoja, mihin he käyttäisivät sitä. Monet ihmiset ymmärtävät virtuaalitodellisuuden edut, sillä kyky asettua täysin virtuaaliseen maailmaan on tutkittu suhteellisen syvällisesti suosittujen medioiden toimesta. Lisätty todellisuus on toisaalta jäänyt hieman enemmän tutkan alle, mikä tekee yleisön vaikeaksi kuvitella, miten sitä käytetään.

Tämä voi olla kana tai muna -skenaario. Ohjelmistokehittäjät eivät halua rakentaa ohjelmistoja laitteille, jotka eivät ole saavuttaneet tiettyä kulutustasoa, eivätkä kuluttajat halua ostaa laitteita, joilla ei ole laajaa sovelluspohjaa käytettäväksi. Käyttäjät tarvitsevat painavan syyn ostaakseen nämä laitteet.

Todennäköisesti muutama yritteliäs ohjelmistokehittäjä luo "pakollisia" sovelluksia, jotka edistävät kuluttajien omaksumista. Vaikka näiden ohjelmistokehittäjien tie ei ole hyvin kuljettu, ne, jotka luovat ensimmäiset "tappajasovellukset" augille, palkitaan komeasti.

On jo olemassa useita lisätyn todellisuuden sovelluksia, jotka osoittavat, missä lisätty todellisuus on hyvä.

Lisätty todellisuus ja seuranta

Yksi lisätyn todellisuuden suurimmista ominaisuuksista on kyky sijoittaa digitaalisia esineitä kolmiulotteiseen, todelliseen tilaan. Objektin sijoittaminen on kohtalaisen yksinkertaista käyttämällä todellista merkintää osoittamaan, minne objektin pitäisi mennä, mutta monien lisätyn todellisuuden sovellusten perimmäinen tavoite on jäljitys ilman merkkejä.

Alla olevassa esimerkissä on esitetty esimerkki Markkeriperusteisten lisätyn todellisuuden. Markkeripohjainen lisätty todellisuus vaatii erityisesti suunnitellun merkin sijoittamisen todelliseen tilaan, jotta kamerat/tietokonenäkö voivat orientoitua. Tässä esimerkissä pöydälle on asetettu paperituloste QR-koodista, jonka päälle lisätyn todellisuuden ohjelmisto sijoittaa kuution digitaalisen hologrammin. Markkeripohjainen lisätty todellisuus voi tarjota erittäin vankan pohjan jäljittämiselle, koska tietokonenäön ei tarvitse olla niin hienostunutta kuin merkintättömän seurannan. Sen täytyy vain tunnistaa merkki.

Markkeripohjainen lisätty todellisuus.

Yksi termeistä, joita kuulet levitetyn lisätystä todellisuudesta puhuttaessa, on tietokonenäkö. Tietokonenäkö on laaja tutkimusala, mutta lisätyn todellisuuden yhteydessä se kuvaa tyypillisesti, kuinka tietokone pystyy ymmärtämään näkemäänsä ympäristöä digitaalisen kuvan tai videon avulla.

Konenäkö, jotka voivat käsitellä markkeri-vähemmän lisätyn todellisuuden on teknisesti vaikeaa, koska se edellyttää monimutkaista ymmärrystä reaalimaailman 3D-avaruudessa. Aivomme voivat tarkastella kohtausta ja erottaa helposti seinän, ikkunan ja oviaukon, mutta tietokone näkee vain kokoelman pikseleitä, joista yksikään ei ole merkityksellisempi kuin toinen. Tietokonenäkö kuvaa, kuinka tietokone voi ottaa kokoelman pikseleitä ja ymmärtää, mitä ne tarkoittavat. Esimerkiksi taulukon kuvassa tietokonenäkö mahdollistaisi sen, että sovellus tunnistaa sen pikselikokoelmana, mutta myös sen kohteena 3D-tilassa korkeudella, leveydellä ja syvyydellä.

Jopa järjestelmissä, jotka pystyvät suorittamaan lisätyn todellisuuden edellyttämän käsittelyn ilman merkkejä, käsittely voi viivästyä. Jotkut lisätyn todellisuuden laitteet ovat nopeampia kuin toiset käsittely ympäristön (ja HoloLens suorittaa erityisesti hyvin tässä suhteessa), mutta monet lisätyn todellisuuden laitteita kärsii jonkin verran seuranta latenssi (viive). Liikuta mobiililaitettasi tai vaihda pään asentoa riittävän nopeasti, niin saatat huomata fyysiseen tilaan sijoitettujen digitaalisten hologrammien siirtymistä jopa nykyisen sukupolven parhaissa laitteissa.

Todellisessa maailmassa kuitenkin, jos havaitsit tuolin vaihtavan asentoa tai liukuvan lattian poikki, kun käänsit päätäsi, olettaisit, että talossasi kummittelee. Nämä seurantaongelmat ovat edelleen yleisiä lisätyn todellisuuden kokemuksissa.

Seurannan saaminen oikein on yksi lisätyn todellisuuden suurimmista haasteista, mutta se auttaa pitkälle ylläpitämään illuusion käyttäjän digitaalisista esineistä fyysisessä tilassa. Odota, että seuraavan sukupolven laitteet tekevät seurannasta prioriteetin ja parantavat nykyisen sukupolven seurantatekniikkaa.

Lisätty todellisuus: Näkökenttä

Näkökenttä (FOV) viittaa tilaan, jossa digitaaliset hologrammit voivat esiintyä. Esimerkiksi mobiilin lisätyn todellisuuden FOV on laitteen näytöllä näkyvän tilan määrä. Laitteen näyttö toimii ikkunana lisätyn todellisuuden maailmaan. Katso pois tästä ikkunasta digitaaliseen, ja näkisit vain todellisen maailman, jossa ei ole hologrammeja.

Joissakin nykyisissä lisätyn todellisuuden kuulokkeissa/laseissa digitaalinen FOV kattaa tyypillisesti vain hyvin pienen alueen visiiristä tai laseista, ei koko katseltavaa aluetta. Tämä antaa vaikutelman, että katselet virtuaalimaailmaa pienen ikkunan tai kirjeraon kautta.

Kuten kirjainraon läpi katsoessa, hologrammit näkyvät vain alueella, jonka merkitset näkyväksi hologrammiksi. Mikä tahansa hologrammin osa, joka putoaa alueelle, jonka merkitset hologrammin näkymättömäksi, leikataan pois tässä kohdassa. Kuten näette, kuulokemikrofonilla, jossa on kapea FOV, on paljon vaikeampaa tarjota samantasoinen upotus kuin kuulokemikrofonilla, jossa on suurempi FOV.

On selvää, että suurempi FOV on parempi kuin pienempi. Jos holografiset kuvat näkyvät vain pienessä ikkunassa, on helppo vetäytyä pois kokemuksesta, kun näet hologrammit leikautuvan pois FOV:ssasi. Meta 2:lla näyttää olevan suurin FOV nykyisestä kuulokemikrofonista, ja se vaatii 90 asteen FOV:ta, mutta kaikilla on pitkä matka kuljettavana ennen kuin se lähestyy ihmissilmän FOV-arvoa (noin 135 astetta pystysuorassa ja 200 astetta vaakatasossa).

Lisätyn todellisuuden kokemuksen FOV:n parantaminen on yksi seuraavista suurista harppauksista lisätyn todellisuuden toteuttamisessa seuraavan sukupolven laitteistolla. Itse asiassa Microsoft on jo ilmoittanut, että se on löytänyt tavan yli kaksinkertaistaa nykyisen FOV- arvonsa seuraavan sukupolven HoloLensille, mikä olisi loistava askel kohti suurimman valituksen ratkaisemista, jota useimmat ihmiset ovat kohdanneet HoloLensistä.

Visuaalia lisätyssä todellisuudessa

Kuten nykyisen sukupolven virtuaalitodellisuuskuulokkeet, nykyiset lisätyn todellisuuden kuulokkeet kamppailevat vastatakseen korkean resoluution vaatimuksiin, joihin kuluttajat ovat tottuneet.

Lisäksi monet nykyiset lisätyn todellisuuden laitteet kärsivät huonosta tukkeutumisesta (vaikutus siitä, että esine estää toisen kohteen). Lisätyssä todellisuudessa okkluusio viittaa tyypillisesti fyysisiin esineisiin, jotka peittävät digitaaliset objektit. Olet ehkä huomannut tämän ongelman lisätyn todellisuuden mobiilisovelluksissa, kuten Pokémon Go : Joskus voit luoda erittäin realistisen kohtauksen Zubatin leijuessa maan päällä; toisinaan Squirtle näyttää olevan puoliksi jumissa seinän sisällä. Tällaiset visuaalit johtuvat kunnollisen tukkeutumisen puutteesta lisätyssä todellisuudessa. Kun okkluusio suoritetaan oikein, digitaaliset objektit voidaan sijoittaa tarkasti ja realistisesti mihin tahansa suhteeseen todellisten esineiden kanssa - niiden alle, osittain niiden taakse, niiden päälle tai mihin tahansa simulaatio vaatii.

HoloLens- ja Meta 2 -laitteet voivat suorittaa kohtuullisen okkluusiotason, ja Magic Leapin esittelyvideot näyttävät osoittavan erittäin korkeaa okkluusiotasoa (tosin koska laite ei ole vielä toimitettu vuoden 2018 puoliväliin mennessä, on vaikea ennustaa, onko tuotanto laite pystyy saavuttamaan videodemoissa asetetun korkean riman).

Alla oleva kuva näyttää kuvakaappauksen okkluusio Magic Leapista, joka näytettiin yhdessä sen varhaisista esittelyvideoista. Robotin digitaalinen hologrammi peittyy saumattomasti pöydän ylä- ja sivujalassa. Jos Magic Leap pystyy toistamaan tämän grafiikan tarkkuuden yhdistettynä tähän okkluusiotasoon massakuluttajalaitteessa, se on valtava edistysaskel lisätyn todellisuuden kannalta.

Se ei ehkä vaikuta paljolta, mutta ajattele sitä merkitsittömän suuntauksen kannalta. Jotta robotti voidaan sijoittaa pöydän jalan taakse, simulointiohjelmiston on ymmärrettävä 3D-avaruus, ei vain nähdä pikseleitä. Sen täytyy nähdä kohtaus ja pystyä laskemaan, mitä pitäisi olla etualalla, mitä taustalla ja mihin digitaalisen hologrammin pitäisi sopia tähän kaikkeen. Sen on ymmärrettävä mitä "pöydän alla" tarkoittaa ja tiedettävä, mitkä pöydän osat ovat kauempana avaruudessa kuin toiset. Sitä ei ole helppo saavuttaa.

Lähde: YouTube
Magic Leap -demovideo.

Jotta lisätty todellisuus voisi tarjota laadukkaan kokemuksen massakuluttajamittakaavassa, okkluusioiden ratkaiseminen dynaamisissa ympäristöissä on tärkeä ratkaistava asia.