Problémy s rozšírenou realitou

Dlho sa zdalo, že rozšírená realita existuje v tieni virtuálnej reality. Myšlienka návštevy plne virtuálnych svetov oddelených od našich už dlho zaujala predstavivosť verejnosti a dostala prednosť pred „rozširovaním“ nášho existujúceho sveta. Na druhej strane, rozšírená realita má už dlho veľa praktických aplikácií v podnikových prostrediach, ako je priemyselná výroba. To by mohlo viesť k tomu, že sa používatelia zoznámia s technológiou na pracovisku, čo môže viesť k nárastu spotrebiteľského používania rozšírenej reality doma.

Technologická výskumná spoločnosť Gartner predpovedá, že virtuálna realita dosiahne masové prijatie do roku 2020 až 2023 , zatiaľ čo predpovedá masové prijatie rozšírenej reality niekoľko rokov po tom. To znamená, že to bude potenciálne desaťročie, kým uvidíme rozsiahle prijatie rozšírenej reality, čo sa zdá byť logickým záverom.

Virtuálna realita aj rozšírená realita musia vyriešiť technické problémy. Rozšírená realita zdieľa takmer všetky rovnaké problémy, aké zažíva virtuálna realita, ale má ďalšie problémy na vyriešenie počítačového videnia na detekciu objektov v reálnom svete, jedinečné faktory tvaru zobrazenia na priehľadných displejoch (ak nepoužívate videokameru ako priechodnú), digitálny objekt. umiestnenie, uzamknutie digitálnych hologramov na mieste v reálnom svete a oveľa viac.

Rozšírená realita: Faktory tvaru a prvý dojem

Najväčší pokus rozšírenej reality dobehnúť virtuálnu realitu a dostať sa do centra pozornosti verejného povedomia sa môže ukázať aj ako jeden z najväčších problémov, s ktorými musí zápasiť. Aby používatelia mohli zažiť virtuálnu realitu, musia si kúpiť ďalšie periférne zariadenia, ako sú drahé náhlavné súpravy a počítače na ich napájanie. Pridanie rozšírenej reality do štandardných mobilných zariadení okamžite vkladá formu rozšírenej reality do rúk stovkám miliónov používateľov.

Táto skúsenosť s rozšírenou realitou je však oveľa nižšia ako optimálna. Inžinieri v spoločnostiach Apple a Google odviedli ohromujúcu prácu a priniesli zážitok z rozšírenej reality do zariadení, ktoré neboli vytvorené primárne na tento účel, ale počiatočná skúsenosť väčšiny spotrebiteľov s rozšírenou realitou bude obmedzená na to, čo môže poskytnúť mobilné zariadenie.

Ako sa hovorí, nikdy nedostanete druhú šancu urobiť prvý dojem. Ak používatelia majú na svojich mobilných zariadeniach nekvalitné skúsenosti s rozšírenou realitou, môžu si túto skúsenosť vo všeobecnosti spájať s rozšírenou realitou a úplne zavrhnúť technológiu takú pokročilú, akú môže poskytnúť mobilná rozšírená realita. Potom môžu odmietnuť nespočetné množstvo iných formových faktorov, ktoré existujú, aby poskytli potenciálne lepší zážitok z rozšírenej reality.

Rozšírená realita: Cena a dostupnosť

Riešenie problému „prvého dojmu“ je samo osebe otázkou. Aj keď sa zdá, že niekoľko slúchadiel a okuliarov s rozšírenou realitou je vo vývoji, v roku 2018 je k dispozícii na nákup len niekoľko vyvolených a väčšina z nich je zameraná na podniky, ide o „edície pre vývojárov“ alebo vo všeobecnosti nie sú pripravené na verejnú spotrebu.

Navyše, na rozdiel od virtuálnej reality, pre ktorú je k dispozícii množstvo lacných náhlavných súprav, hardvér náhlavných súprav/okuliarov s rozšírenou realitou môže ľahko stáť tisíce dolárov, čo ich stavia mimo dosahu všetkých okrem tých najoddanejších inovátorov alebo prvých používateľov. Tento rozdiel v nákladoch môže pomôcť vysvetliť, prečo sa odhaduje, že masové prijatie rozšírenej reality je o niekoľko rokov ďalej ako v prípade virtuálnej reality.

Rozšírená realita a konkrétne náhlavné súpravy s rozšírenou realitou existujú vo veľkej miere v ranom štádiu prijatia, vo fáze inovátorov. Pre technológie môže byť náročné prekonať hrb raných osvojiteľov a prekonať priepasť, aby sa dostali do štádia osvojenia ranej väčšiny spotrebiteľmi.

Vnímaná užitočnosť rozšírenej reality

Najlepší hardvér na svete neznamená nič, ak nie je sprevádzaný úžasným softvérom. Zdá sa, že verejnosť prísľub rozšírenej reality zaujal, no mnohí si nie sú celkom istí, na čo by ju použili. Mnoho ľudí chápe výhody virtuálnej reality, pretože možnosť vžiť sa do plne virtuálneho sveta bola v relatívnej hĺbke preskúmaná populárnymi médiami. Na druhej strane, rozšírená realita zostala o niečo viac pod radarom, čo verejnosti sťažuje predstavu o tom, ako sa bude používať.

Toto môže byť scenár typu kura alebo vajce. Vývojári softvéru nechcú vytvárať softvér pre hardvér, ktorý nedosiahol určitú úroveň spotreby, a spotrebitelia nechcú kupovať hardvér, ktorý nemá širokú základňu aplikácií, ktoré by mohli používať. Používatelia potrebujú na kúpu týchto zariadení presvedčivý dôvod.

Pravdepodobne bude trvať niekoľko podnikavých vývojárov softvéru, ktorí vytvoria niekoľko „nevyhnutných“ aplikácií, ktoré podporia prijatie spotrebiteľmi. Hoci cesta pre týchto vývojárov softvéru nebude dobre prejdená, tí, ktorí vytvoria prvé „zabijácke aplikácie“ pre august, budú bohato odmenení.

Už existuje množstvo aplikácií rozšírenej reality, ktoré ukazujú, v čom je rozšírená realita dobrá.

Rozšírená realita a sledovanie

Jednou z najväčších funkcií rozšírenej reality je schopnosť umiestniť digitálne objekty do trojrozmerného priestoru skutočného sveta. Umiestnenie objektu je pomerne jednoduché pomocou značky v reálnom svete, ktorá označuje, kam by mal predmet smerovať, ale konečným cieľom mnohých aplikácií rozšírenej reality je sledovanie bez značiek.

Príklad nižšie ukazuje príklad rozšírenej reality založenej na markeroch. Rozšírená realita založená na značkách vyžaduje špecificky navrhnutú značku umiestnenú v reálnom svete, aby sa kamery/počítačové videnie mohli orientovať. V tomto príklade bol na stôl položený papierový výtlačok QR kódu a softvér rozšírenej reality naň umiestnil digitálny hologram kocky. Rozšírená realita založená na značkách môže poskytnúť veľmi solídny základ na sledovanie, pretože počítačové videnie nemusí byť také sofistikované ako sledovanie bez značiek. Len musí rozoznať značku.

Rozšírená realita založená na markeroch.

Jedným z výrazov, ktoré budete počuť pri diskusii o rozšírenej realite, je počítačové videnie. Počítačové videnie je široká oblasť štúdia, ale v kontexte rozšírenej reality zvyčajne opisuje, ako môže počítač pochopiť prostredie, ktoré vidí, prostredníctvom digitálneho obrazu alebo videa.

Počítačové videnie, ktoré dokáže zvládnuť rozšírenú realitu bez značiek, je technologicky náročné, pretože si vyžaduje komplexné pochopenie reálneho 3D priestoru. Náš mozog dokáže zobraziť scénu a ľahko rozlíšiť medzi stenou, oknom a dverami, ale počítač uvidí iba zbierku pixelov, pričom žiadny pixel nemá väčší význam ako druhý. Počítačové videnie popisuje, ako môže počítač získať súbor pixelov a pochopiť, čo znamenajú. Napríklad, ak vezmeme do úvahy obrázok tabuľky, počítačové videnie by aplikácii umožnilo nielen rozpoznať ho ako zbierku pixelov, ale tiež ho identifikovať ako objekt v 3D priestore s výškou, šírkou a hĺbkou.

Dokonca aj na systémoch, ktoré dokážu vykonať spracovanie požadované pre rozšírenú realitu bez značiek, môže dôjsť k oneskoreniu, kým dôjde k spracovaniu. Niektoré zariadenia s rozšírenou realitou sú pri spracovaní prostredia rýchlejšie ako iné (s HoloLens v tomto ohľade mimoriadne dobre), ale mnohé zariadenia s rozšírenou realitou trpia určitou latenciou sledovania (oneskorením). Pohybujte svojim mobilným zariadením alebo zmeňte polohu hlavy dostatočne rýchlo a môžete vidieť určité posunutie digitálnych hologramov umiestnených vo fyzickom priestore, dokonca aj na tých najlepších zariadeniach súčasnej generácie.

Ak by ste však v skutočnom svete spozorovali, ako stolička mení polohu alebo kĺže po podlahe, keď ste otočili hlavu, predpokladali by ste, že vo vašom dome straší. Tieto problémy so sledovaním sú dnes stále bežným javom v skúsenostiach s rozšírenou realitou.

Správne sledovanie je jednou z najväčších výziev, ktorým rozšírená realita čelí, no bude to veľmi dlhá cesta k zachovaniu ilúzie digitálnych predmetov používateľa existujúcich vo fyzickom priestore. Očakávajte, že nová generácia zariadení bude mať zo sledovania prioritu a vylepší súčasnú generáciu technológie sledovania.

Rozšírená realita: Zorné pole

Zorné pole (FOV) označuje priestor, v ktorom sa môžu objaviť digitálne hologramy. Napríklad FOV pre mobilnú rozšírenú realitu predstavuje množstvo viditeľného priestoru na obrazovke vášho zariadenia. Obrazovka zariadenia funguje ako vaše okno do sveta rozšírenej reality. Odhliadnite od tohto okna do digitálu a videli by ste iba skutočný svet, kde neexistujú žiadne hologramy.

Na niektorých súčasných náhlavných súpravách/okuliaroch s rozšírenou realitou digitálne FOV zvyčajne pokrýva len veľmi malú oblasť v priezore alebo okuliaroch, nie celú viditeľnú oblasť. To dáva efekt pozerania sa do virtuálneho sveta cez malé okienko alebo štrbinu na písmená.

Podobne ako pri pohľade cez otvor na písmená, hologramy sa objavia iba v oblasti, ktorú označíte ako viditeľnú. Akákoľvek časť hologramu, ktorá spadá do oblasti, ktorú hologram označíte, nie je viditeľná, bude v tomto bode odrezaná. Ako vidíte, náhlavná súprava s úzkym FOV má oveľa ťažší čas, ktorý ponúka rovnakú úroveň ponorenia ako náhlavná súprava s väčším FOV.

Je zrejmé, že väčšie FOV je vhodnejšie ako menšie. Ak sa holografické obrázky zobrazujú iba v malom okne, je ľahké vytrhnúť sa zo zážitku, keď uvidíte, ako sa hologramy odrežú vo vašom FOV. Zdá sa, že Meta 2 má najväčšie zorné pole zo súčasnej série náhlavných súprav s nárokom na 90-stupňové zorné pole, ale všetky majú pred sebou ešte dlhú cestu, kým sa priblížia k zornému bodu ľudského oka (približne 135 stupňov vertikálne a 200 stupňov horizontálne).

Zlepšenie FOV skúseností s rozšírenou realitou sa ukazuje ako jeden z ďalších veľkých skokov v oblasti rozšírenej reality, ktorú má urobiť nová generácia hardvéru. V skutočnosti už Microsoft oznámil, že našiel spôsob, ako viac ako zdvojnásobiť svoje súčasné FOV pre svoju ďalšiu generáciu HoloLens, čo by bol skvelý krok k vyriešeniu najväčšej sťažnosti, ktorú má väčšina ľudí s HoloLens.

Vizuály v rozšírenej realite

Rovnako ako súčasná generácia náhlavných súprav pre virtuálnu realitu, aj súčasné náhlavné súpravy s rozšírenou realitou sa snažia splniť požiadavky na vysoké rozlíšenie, na ktoré sú spotrebitelia zvyknutí.

Okrem toho mnohé súčasné zariadenia s rozšírenou realitou trpia slabou oklúziou (efekt, keď objekt blokuje iný objekt). V rozšírenej realite sa oklúzia zvyčajne vzťahuje na fyzické objekty, ktoré zakrývajú tie digitálne. Možno ste si všimli tento problém v mobilných aplikáciách s rozšírenou realitou, ako je napríklad Pokémon Go : Niekedy môžete vytvoriť veľmi realistickú scénu so Zubatom, ktorý sa vznáša nad zemou; inokedy sa zdá, že Squirtle je napoly uviaznutý v stene. Takéto vizuálne prvky sú spôsobené nedostatkom správnej oklúzie v rozšírenej realite. Keď je oklúzia správne vykonaná, digitálne objekty môžu byť presne a realisticky umiestnené v akomkoľvek vzťahu k objektom skutočného sveta – pod nimi, čiastočne za nimi, nad nimi alebo podľa toho, čo si simulácia vyžaduje.

Zariadenia HoloLens a Meta 2 môžu vykonávať primeraný stupeň oklúzie a ukážkové videá Magic Leap ukazujú veľmi vysokú úroveň oklúzie (hoci zariadenie ešte nebolo dodané v polovici roku 2018, je ťažké predpovedať, či bude výroba zariadenie bude schopné dosiahnuť vysokú latku nastavenú vo svojich videoukážkach).

Obrázok nižšie zobrazuje snímku obrazovky oklúzie Magic Leap zobrazenú v jednom z prvých demo videí. Digitálny hologram robota je bez problémov zakrytý hornou a bočnou nohou stola. Ak Magic Leap dokáže replikovať túto vernosť grafiky v kombinácii s touto úrovňou oklúzie vo svojom zariadení pre masových spotrebiteľov, bude to obrovský krok vpred pre rozšírenú realitu.

Možno sa to nezdá veľa, ale zamyslite sa nad tým z hľadiska orientácie bez značiek. Aby bolo možné umiestniť robota za nohu stola, simulačný softvér musí pochopiť 3D priestor a nielen vidieť zbierku pixelov. Potrebuje si prezrieť scénu a vedieť vypočítať, čo má byť v popredí, čo v pozadí a kam do toho všetkého zapadne digitálny hologram. Musí pochopiť, čo znamená „pod stolom“ a vedieť, ktoré časti stola sú v priestore ďalej vpred ako ostatné. To nie je ľahké dosiahnuť.

Zdroj: demo video YouTube
Magic Leap.

Aby rozšírená realita poskytovala kvalitný zážitok v masovom spotrebiteľskom meradle, bude dôležitým problémom, ktorý treba vyriešiť, vyriešenie oklúzie pre dynamické prostredia.