واقعیت افزوده (AR) و کاربرد هایش را بهتر بشناسیم!

تعریفی از واقعیت افزوده (Augmented Reality)

همانطور که از نام واقعیت افزوده AR مشخص است، یعنی افزودن عنصری به واقعیت!

واقعیتی که در نمایشگرهای گوشی‌های هوشمند،تبلت‌ها و یا عینک‌های هوشمند می‌بینیم.

به بیان بهتر،واقعیت افزوده محتوای دیجیتالی و گرافیکی مجازی است که به صورت شبیه سازی شده توسط کامپیوتر،به دنیای واقعی ما اضافه می‌شوند.

 

برای استفاده از واقعیت افزوده چه چیزهایی لازم است؟

 

• دستگاهی مجهز به سی پی یو، دوربین، نمایشگر
• سیستم‌های میکرو الکترومکانیکی مثل سنسورهای ژیروسکوپ و جی‌پی‌اس 
• اتصال به اینترنت
• برنامه‌های کاربردی یا نرم‌افزارهای AR

 

کاربرد های واقعیت افزوده

این تکنولوژی در در زمینه‌های سرگرمی،بازی‌های کامپیوتری،آموزش،فروشگاه‌های اینترنتی و … کاربرد دارد. 

مشخص ترین مثال برای AR، برنامه اسنپ چت است که این روزها خیلی‌ها برای عکاسی های فانتزی استفاده می‌کنند. در این برنامه در واقع افکت‌هایی به صورت مجازی و گرافیکی به صورت واقعی ما اضافه میشوند.

 

کاربردی دیگر بازیهای کامپیوتری هستند که یکی از نمونه های معروف و پرطرفدار که در زمان انتشار سروصدای زیادی به پا کرد،بازی Pokmon GO  بود. 

این روزها هم نمونه‌های بیشتری از این نوع بازی‌ها برای اندروید و آی او اس و هولولنز منتشر شده اند.

از نمونه کاربردهایی در زمینه‌ آموزشی میتوان به برنامه هایی مثل Sky Guide اشاره کرد که به کمک این برنامه و تکنولوژی میتوان گوشی را به سمت آسمان گرفته و صورتهای فلکی را مشاهده کرد و اطلاعاتی در مورد آنها مشاهده کرد.

و برنامه های مربوط به آناتومی بدن که در آن میتوانیم یک انسان مجازی در یک محیط واقعی مشاهده کنیم و مطالعاتی بر روی آن انجام دهیم.

 با این تکنولوژی در زمینه فروشگاه های اینترنتی می توان محصولات رو با ابعاد واقعی در محیطی که در جلوی ما مشاهده کرد. برای مثال یک فروشگاه فروش مبلمان را در نظر بگیریم. ما میتوانیم از این طریق مبل و یا دیگر محصولات رو در محیط خانه دید و بعد خرید را انجام دهیم.

انواع واقعیت افزوده 

حالا که با تعریف و برخی از مثال هایی از کاربردهای این تکنولوژی آشنا شدیم، به بررسی انواع این تکنولوژی می‌پردازیم.

۱-واقعیت افزوده بر پایه‌ی نشانگر (Marker-Based Augmented Reality) 

به این مدل مدل شناسایی تصویر نیز گفته می‌شود چون در این مدل برنامه های کاربردی واقعیت افزوده به علامت ها و به شئ هایی در محیط واقعی حساس هستند و دوربین و پردازشگر بیشترین کارکرد دارند. مثلا با استفاده از این نوع میتوانیم یک مجله را به عنوان یک نشانگر قرار داد و وقتی گوشی را به سمت آن مجله می گیریم، عکسهای آن مجله را در نمایشگر گوشی متحرک ببینیم و یا مثالی مانند عکس زیر.

 ۲-واقعیت افزوده بدون نشانگر (Marker-less Augmented Reality)

به این مدل مدل موقعیت محور نیز می گویند. در این مدل نشانگری وجود ندارد و دستگاه علاوه بر به کارگیری دوربین، جی پی اس، قطب نما، شتاب سنج و اینگونه از سنسور ها را نیز به کار میگیرد و اطلاعات مورد نیاز را به دست آورده و پردازش می کند. از این مدل برای مسیریابی و بازیهایی مانند Pokemon Go و فروشگاه مبل و … استفاده میشود.

۳-واقعیت افزوده مبتنی بر نورافکنی(Projection Augmented Reality)

در این مدل پرژکتورها نقش مهمی دارند. اجسامی مجازی به وسیله‌ی این پرژکتور‌ها بر روی اجسام واقعی تابیده می‌شوند، که این پرژکتور ها دارای سنسور و پردازنده هستند و میتوانند از محیط واقعی نیز حرکت های دست را تشخیص داده و اطلاعاتی رو دریافت کنند و بر روی جسم مجازی تولید شده،پردازشی انجام دهند. 

برای مثال میتوان به کیبوردهای مجازی که این روزها در بازار نیز یافت میشوند، اشاره کرد.

۴- واقعیت افزوده بر پایه‌ی قرارگیری چیزی بر روی چیزی دیگر

(Superimposition Based Augmented Reality)

این نوع یکی از مهمترین انواع این تکنولوژی است؛ درست جایی که شناخت اجسام نقشی مهم را ایفا می‌کند.

در این مدل، تصویر افزوده شده‌ی مجازی، میتواند به طور کلی جایگزین تصویر حقیقی باشد و یا بخشی از آن باشد.

برای مثال این مدل در زمینه‌ پزشکی پرکاربرد است و یک پزشک بدین وسیله میتواند بیماران را به طور کامل معاینه کند و بهترین درمان را به آن‌ها ارائه‌ دهد.

این مدل کاربردی دیکر نیز در زمینه‌ی نظامی دارد و میتواند نگاهی چندگانه از هدف‌ها را بدون پیچیدگی‌ای به ما ارائه دهد. یا عاشقان تاریخ میتوانند به رازهای مخفی درون عکس‌های قدیمی پی ببرند. و … 

VR و MR و تفاوت آنها با واقعیت افزوده(AR)

تا اینجا با واقعیت افزوده (AR) آشنا شدیم. حال می‌خواهیم در مورد تفاوت آن با VR و MR صحبت کنیم.

VR مخفف Virtual Reality است که به معنی واقعیت مجازی است. همونطور که از نامش مشخص است،به این معناست که واقعیتی که دیده میشود کاملا مجازی است. به بیان بهتر هر آنچه در نمایشگر دیده می‌شود، مجازی و ساخته‌ی کامپیوتر است ولی در واقعیت افزوده فقط بخشی که به دنیای واقعی اضافه می‌شود، مجازی و ساخته‌ی کامپیوتر است.

MR مخفف Mixed Reality ،به معنی واقعیت ترکیبی است. واقعیت ترکیبی،مدل ادغام شده‌ی واقعیت های مجازی(VR) و افزوده(AR) است. 

در MR امکان تعامل با هر دو محیط فیزیکی و مجازی نیز وجود دارد. برای مثال HoloLens شرکت مایکروسافت به این گونه است. در هولولنز میتوان با حرکات فیزیکی دست و انگشتان،بر روی محتوای مجازی و دیجیتالی تاثیر گذاشت.

 

کاربردهایی دیگر از واقعیت افزوده

 

• پزشکی

استفاده ازین این تکنولوژی در زمینه پزشکی کاربرد های بسیار مهمی دارد.
هم در اموزش به دانشجویان پزشکی ﻭ هم به عنوان ابزاری کمکی در اتاق عمل، میتواند کمک کننده پزشکان باشد؛ به این صورت که میتواند دقت ﻭ تمرکز پزشک را در هنگام عمل افزایش دهد.
این ابزار ها فقط در زمان عمل کاربردی نیست ﻭ میتواند در قبل ﻭ یا بعد از عامل هم به کمک پزشک بیاید.
به عنوان مثال از این تکنولوژی میتوان به صورت واقعیت ترکیبی (MR) ﻭ با استفاده از حس لامسه استفاده کرد ﻭ مثلأ مکان دقیق یک تومور مغزی را تشخیص ﻭ جان یک انسان را نجات داد. همچنین با استفاده از ترکیب این تکنولوژی ﻭ اشعه X میتوان از اعضای داخلی بدن با دقت بیشتری تصویر برداری کرد ﻭ بیمار را معاینه ﻭ درمان کرد.

• تولیدات،تعمیرات و نگهداری

استفاده از واقعیات افزوده در این بخش بیشتر مربوط به صنعت میشود. ﻭ به کاهش هزینه ها، صرفه جویی در زمان ﻭ استفاده بهینه از محیط کمک بسیار زیادی میکند. مثلاً شرکت هواپیما سازی بوئینگ در بعضی از بخشهای مهم تولید که نیازمند دقت بیشتر است، از این تکنولوژی استفاده کرده است.

ﻭ یا شرکت های بزرگ اتومبیل سازی در بخش تعمیرات ﻭ پشتیبانی از این تکنولوژی استفاده کرده ﻭ تعمیرات ﻭ بررسی را ساده تر ﻭ سریعتر میکنند. به این صورت که، تعمیرکار با حضور در محل،به راحتی به وسیله‌ی یک تبلت مجهز به نرم افزار واقعیت افزوده،ایرادات و مشکلات را تشخیص داده و در سریع ترین حالت ممکن مشکل را رفع میکند و باز هم با استفاده از این تکنولوژی، کارکرد اتومبیل را تست میکنند.
از این تکنولوژی نیز در نصب ﻭ راه اندازی محصولات و ماشین ها در کارخانه ها استفاده میشود و حتی بدون نصب نیز میتوان آن ماشین یا سیستم را به صورت کامل شبیه سازی کرد و با این کار در وقت و هزینه راه اندازی، صرفه جویی کرد.

تصاویری از این مثال ها را در زیر مشاهده میکنید.

• ورزش

در گذشته نه چندان دور از این تکنولوژی در پخش مسابقات ورزشی برای نشان دادن نتیجه فوتبال در دایره وسط زمین، یا اسم ﻭ ملیت شناگرها در مسابقات شنا ﻭ … استفاده میشد.
حال امروزه که این تکنولوژی پیشرفت بیشتری کرده، از آن در ارزیابی بازیکنان، توسط مربیان نیز کاربرد پیدا کرده است.

سال گذشته در یکی از رویداد های شرکت اپل یک اپلیکیشن برای بازیکنان ﻭ مربیان بسکتبال معرفی شد؛ که به وسیله تکنولوژی واقعیت افزوده محل قرارگیری بازیکنان برای شوت زدن، نحوه درست شوت زدن آنها ﻭ گل شدن یا نشدن شوت ها را بررسی میکرد ﻭ نمایش میداد و به صورت خیلی دقیق و سریع میتوانست به مربیان کمک کند تا بازیکنان شوت‌زن خود را بهتر بشناسند!

واقعیت افزوده از گذشته تاکنون

 

• ایده‌ی این تکنولوژی در دهه ۶۰ میلادی در سال ۱۹۶۲ توسط فردی به نام مورتون هیلینگ، که برخی او را پدر واقعیت افزوده میدانند، مطرح شد.

• سپس در همان دهه و ۶ سال بعد در سال ۱۹۶۸ ایوان سادرلند به کمک باب اسپرول، اولین نمایشگری را که بر روی سر بسته میشد را ساخت که شمشیر داموکلس نام داشت و کار کردن با آن بسیار دشوار بود.

• بعد از آن در دهه ۷۰ در سال ۱۹۷۵ فردی به نام مایرون کروگر آزمایشگاهی به نام VideoPlace را ساخت که یک آزمایشگاه واقعیت افزوده بود.

• در دهه ۸۰ در سال ۱۹۸۰ اولین کامپیوتر قابل حمل به نام EyeTap توسط استیو مان ساخته شد که مانند یک عینک بر روی چشم قرار میگرفت و صحنه هایی را ضبط میکرد و افکت هایی را روی اون اضافه میکرد و کاربر با حرکت سر میتوانست با آن بازی کند و یا ارتباط برقرار کند. 

• در همین دهه و سال ۱۹۸۷، داگلاس جرج و رابرت موریس، اولین Head Up Display (HUD)  را ساختند که اطلاعاتی در مورد ستارگان را بر روی آسمان واقعی نشان میداد.  

• در دهه ۹۰ این تکنولوژی برای اولین بار پا به دنیای وسایل نقلیه هوایی گذاشت و این کار توسط توماس کودل و دیوید میزل از محققان کمپانی بویینگ، انجام شد. 

• در قرن ۲۱ و سال ۲۰۰۰ محققی ژاپنی، به نام هیروکازو کاتو ، یک کیت توسعه نرم افزار (SDK) متن باز به نام ARToolKit را منتشر کرد. در سال ۲۰۰۸ شرکتی به نام ویکیتود،برنامه‌ای مبتنی بر واقعیت آفزوده، برای سیستم عامل اندروید عرضه کرد. 

• سپس در سال ۲۰۱۳ شرکت گوگل، Google Glass را عرضه کرد که با توجه به قیمت بالا و ناکارا بودنش مورد استقبال واقع نشد.

بعد از آن شرکت مایکروسافت در سال ۲۰۱۵ ،عینک واقعیت افزوده خود را به نام HoloLens را عرضه کرد که یک تفاوت اصلی با Google Glass داشت و اون هم این است که کاربر با حرکات دست میتواند،اجسام مجازی افزوده شده را کنترل کند. نسخه دوم این گجت پوشیدنی نیز در همین اوایل سال ۲۰۱۹ معرفی شد. 

سپس در سال ۲۰۱۶ شرکت نیانتیک بازی Pokemon Go را برای گوشی های هوشمند عرضه کرد که با استقبال بسیار خوبی مواجه شد و همین موفقیت باعث شد شرکت اپل، SDK مخصوص سیستم عامل iOS  به نام ARkit را عرضه کند که توسعه دهندگانش بتوانند برنامه های بیشتری بر پایه واقعیت افزوده بسازند. 

ارتباط واقعیت افزوده با پردازش تصویر و بینایی ماشین

واقعیت افزوده و بینایی ماشین در ارتباط تنگاتنگی با یکدیگر هستند. در واقع واقعیت افزوده با کمک پردازش تصویر و افزودن بینایی ماشین به دستگاه می‌تواند تعاملی بین دنیای پیرامون کاربر و دنیای دیجیتال به وجود آورد. به علاوه می‌توان اطلاعات مرتبط با محیط و اشیاء پیرامون را بر دنیای واقعی نگاشت.

آینده واقعیت افزوده

از آنجا که واقعیت افزوده پتانسیل بالایی برای رشد دارد و استفاده از آن نیز می‌تواند مقرون به صرفه باشد. شاهد پر رنگ تر شدن هرچه بیشتر این علم در آینده‌ای نزدیک خواهیم بود. مقرون به صرفه بودن این تکنولوژی سبب می‌شود تا مردم نسبت به استفاده از آن اشتیاق زیادی داشته باشند.

در همین مقاله به کاربردهای واقعیت افزوده اشاره کردیم. اما باید گفت واقعیت افزوده دنیای طراحی سایت و خرده فروشی را به کلی تغییر خواهد داد و بیشترین تأثیر خود را روی فروشگاه‌های اینترنتی می‌گذارد.

محققان بر این باورند که تا سال ۲۰۲۰ بیش از ۱۰۰ میلیون نفر برای خرید از فزوشگاه‌های آنلاین از واقعیت افزوده استفاده خواهند کرد. موسسه تحقیقاتی گارتنر طی تحقیقاتی در سال گذشته متوجه شد در حدود ۴۶% فروشگاه‌ها قصد دارند از واقعیت افزوده برای فروش بهتر محصولات خود استفاده کنند.

نتیجه‌گیری

واقعیت افزوده تکنولوژی جدیدی است که در آینده‌ای نزدیک فراگیر می‌شود و می‌تواند زندگی انسان را به کلی تغییر دهد. از آنجا که این تکنولوژی به راحتی و بسیار ارزان حتی با گوشی همراه می‌تواند در اختیار همگان قرار گیرد، آشنایی با این تکنولوژی یک ضرورت به حساب می‌آید. به خصوص برای کسب و کارهای مختلف در ایران زیرا می‌توانند با استفاده از واقعیت افزوده کسب و کار خود را متحول کرده و از رقبای خود پیشی بگیرند چون افراد بسیار کمی در ایران به فکر استفاده از واقعیت افزوده برای شرکت یا تجارت خود هستند پس توصیه می‌کنیم زودتر شروع کنید تا بتوانید شاهد موفقیت کسب و کار خود باشید.

امیدواریم از این مقاله لذت برده باشید و با مفهوم واقعیت افزوده و کاربردهای آن آشنا شده باشید.