آشنایی با واقعیت افزوده (AR) و واقعیت مجازی (VR)

آشنایی با واقعیت افزوده (AR) و واقعیت مجازی (VR)شباهت‌ها، تفاوت‌ها و کاربردها

انسان توسط حواس خود دنیای اطرافش را درک می‌کند. ترکیب همزمان دنیای واقعی و تصاویر مجازی مفهوم واقعیت افزوده را شکل می‌دهد. در واقعیت افزوده (AR) ارزش اولیه واقعیت موجود حفظ شده و اطلاعات حساس آن توسط تولیدات کامپیوتری پوشش داده می‌شوند. بدین شکل یک نمای فیزیکی زنده، مستقیم یا غیرمستقیم به عناصر دنیای واقعی افراد اضافه می‌شود.

واقعیت افزوده (Augmented Reality) یک نمای فیزیکی زنده، مستقیم یا غیرمستقیم (و معمولاً در تعامل با کاربر) است، که عناصری را پیرامون دنیای واقعی افراد اضافه می‌کند. این عناصر بر اساس تولیدات کامپیوتری که از طریق دریافت و پردازش اطلاعات کاربر توسط سنسور‌های ورودی مانند صدا، ویدئو، تصاویر گرافیکی یا داده‌های GPS است ایجاد می‌شود.

واقعیت رایانه‌ای مفهوم کلی واقعیت افزوده‌است. در واقعیت افزوده معمولاً چیزی کم نمی‌شود بلکه فقط اضافه می‌شود. همچنین واقعیت افزوده تا حدودی شبیه به واقعیت مجازی است که توسط یک شبیه‌ساز، دنیای واقعی را کاملاً شبیه‌سازی می‌کند.

انسان توسط حواس خود دنیای اطرافش را درک می‌کند. ترکیب همزمان دنیای واقعی و تصاویر مجازی مفهوم واقعیت افزوده را شکل می‌دهد. در واقعیت افزوده (AR) ارزش اولیه واقعیت موجود حفظ شده و اطلاعات حساس آن توسط تولیدات کامپیوتری پوشش داده می‌شوند. بدین شکل یک نمای فیزیکی زنده، مستقیم یا غیرمستقیم به عناصر دنیای واقعی افراد اضافه می‌شود. عناصر پیرامون عمدتاً توسط سنسورها دریافت شده و توسط کامپیوتر پردازش می‌گردد. سپس تولیدات کامپیوتری با یک رابط تعاملی با عناصر محیطی آمیخته می‌گردد، به ‌طوری که به صورت یک دنیای واقعی درک می‌شود. به موازات فناوری واقعیت افزوده (AR)، فناوری واقعیت مجازی (VR) وجود دارد. این فناوری با ایجاد یک محیط مجازی در جلوی چشمان کاربر و بر اساس حرکت سر و بدن آن محیط مجازی تعامل برقرار می‌کند.

به عبارت دیگر هنگامی که یک فرد هدست واقعیت مجازی (VR) را بر روی سر خود نصب می‌کند، محیطی را مشاهده می‌کند که بر اساس تغییر موقعیت بدنش تغییر می‌کند و ذهن انسان پس از مدتی می‌پذیرد که در یک محیط واقعی قرار گرفته است. یک محیط واقعیت مجازی در هدست واقعیت مجازی توسط اپلیکیشن‌های اختصاصی آن به وجود می‌آید. علاوه بر این با استفاده از گجت‌های دیگر می‌توان حواس دیگر را نیز تحت تأثیر قرارداد تا با ادغام احساسات مختلف تجربه کاملتری برای کاربر بوجود آورد. محتوای فناوری واقعیت مجازی (VR) می‌تواند به‌ دو شکل محتوای 360 درجه یا شبیه‌سازی باشد.

تفاوت واقعیت مجازی و واقعیت افزوده

در واقع وجه تمایز بین واقعیت مجازی و واقعیت افزوده این است که در واقعیت مجازی کلیهٔ عناصر درک شده توسط کاربر، ساخته شده توسط کامپیوتر هستند. اما در واقعیت افزوده بخشی از اطلاعاتی را که کاربر درک می‌کند، در دنیای واقعی وجود دارند و بخشی توسط کامپیوتر ساخته شده‌اند.

در واقعیت افزوده، عناصر معمولاً به صورت بی‌درنگ نگاشته شده و به‌طور هوشمند مرتبط با عناصر محیطی است، مانند نمایش امتیاز مسابقات ورزشی در زمان پخش از تلویزیون.

با کمک تکنولوژی پیشرفتهٔ واقعیت افزوده (برای مثال افزودن قابلیت بینایی کامپیوتری و تشخیص اشیاء) می‌توان اطلاعات مرتبط با دنیای واقعی پیرامون کاربر را به صورت تعاملی و دیجیتالی به او ارائه کرد. همچنین می‌توان اطلاعات مرتبط با محیط و اشیاء اطراف را بر روی دنیای واقعی نگاشت

انواع واقعیت افزوده در اپلیکیشن‌ها

عموماً واقعیت ارزش افزوده در اپلیکیشن‌ها به سه دسته تقسیم می‌شوند:

مبتنی بر الگو (Pattern Based): این اپلیکیشن‌ها معمولاً با شناسایی یک الگو توسط دوربین، محتوای دیجیتالی مرتبط با آن را در اختیار کاربر قرار می‌دهند. این الگو می‌توان یک تصویر یا لوگو باشد. به عنوان مثال هنگامی که در هر کجا با گوشی خود آرم یک هتل را اسکن می‌کنید، می‌توانید از ظرفیت هتل، امکانات آن، منو غذا و لیست قیمت‌های آن مطلع شوید. این الگو می‌تواند یک تصویر باشد. کاربرد این فناوری در حوزه گردشگری در حال توسعه است. شما می‌توانید با مشاهده تصاویر یک بروشور توسط دوربین، از مکان دقیق، مسیرهای دسترسی و امکانات موجود در هر مسیر اطلاعات کافی کسب نموده و سایر تصاویر مقصد سفرتان را ببینید.

مبتنی بر مکان (Location Based): در این فناوری واقعیت افزوده، مکان جغرافیایی کاربر با استفاده از GPS بدست آمده و محتوا بر اساس مکان جغرافیایی کاربر نمایش داده می‌شود. به عنوان مثال فرض کنید برای خرید خانه‌ای وارد منطقه‌ای می‌شوید و با قدم زدن در هر خیابان، موارد قابل فروش و امکانات هر کدام از خانه‌ها نمایش داده می‌شود.

مبتنی بر بدن (Gesture Based): در این فناوری با دوربین‌های متعدد و حرکات مختلف بدن تشخیص داده شده و دستورات را دریافت می‌کند.

کاربردهای واقعیت افزوده و واقعیت مجازی بسیار گسترده است. نخستین تلاش‌ها برای دستیابی به فناوری واقعیت افزوده در دهه‌های 50 و 60 میلادی آغاز شد. مورتون هیلینگ را می‌توان پدر واقعیت افزوده دانست. او در سال 1962 میلادی اولین ایده این فناوری را با هدف اطلاع‌رسانی به افراد در شرایط خاص مطرح کرد. نخستین نمایشگر واقعیت افزوده یک ابزار پوشیدنی بود که روی سر قرار می‌گرفت و فرد می‌توانست تصاویر گرافیکی ایجاد شده توسط رایانه را تجربه کند. این مسیر تا دهه 90 میلادی به تدریج در حال توسعه و پیشرفت بود. در این زمان یکی از محققان شرکت بوئینگ برای نخستین بار واژه واقعیت افزوده را مطرح کرد. کاربردهای متنوع واقعیت افزوده در سال 1997 در حوزه‌های پزشکی، ساخت و تولید، فعالیت‌های مکانیکی و همچنین حوزه سرگرمی مورد توجه قرار گرفت و پس از آن استفاده از ترکیب تصاویر گرافیکی و دنیای واقعی روی تصاویر دوربین‌ها رایج گردید.

در حال حاضر صنایع بسیاری علاقه‌مند به بکارگیری امکانات AR برای به اشتراک‌گذاری دانش، آموزش، مدیریت اطلاعات و سازماندهی جلسات دور هستند.

انواع روش‌های مشاهده محتوای واقعیت مجازی

محتوای فناوری واقعیت مجازی معمولاً به دو شکل قابل مشاهده است. در نسل‌های قدیمی‌تر هدست‌های واقعیت مجازی، مشاهده محتوا از طریق گوشی‌های هوشمند است که در مقابل هدست جای می‌گیرند. در این نوع مشاهده محتوا، امکان حرکت و تعامل با آنچه که مشاهده می‌شود وجود ندارد و تنها می‌توان محتوای از قبل آماده شده را مشاهده نمود. مزیت آن ارزان بودن هدست‌های مربوطه و تعداد بیشتر کاربران آن در سراسر دنیا است که این هدست‌ها را در اختیار دارند. در نوع پیشرفته‌تر مشاهده محتوای VR، از طریق هدست‌های حرفه‌ای واقعیت مجازی نظیر Oculus، HTC و play station است که محتوای مربوطه از طریق کامپیوترهایی با پیکره‌بندی بالا پردازش و به کاربر نمایش داده می‌شود. در این شرایط، امکان تعامل کاربر با محتوای مشاهده شده از طریق سنسورها و کنترلرهایی که در اختیار اوست فراهم شده است و به عنوان مثال می‌تواند چراغی را روشن نموده یا درب را باز و بسته نماید. در این شرایط ممکن است سناریوهای مختلفی توسط کاربر طی بشود و تجربه‌ای بسیار نزدیک‌تر به واقعیت را پشت سر بگذارد.

کاربردهای واقعیت افزوده و واقعیت مجازی

از قابلیت‌های AR/VR در حوزه شهر هوشمند استفاده بسیاری می‌گردد. این فناوری با بهبود تجسم المان‌ها، روند برنامه‌ریزی و توسعه شهری را از نقشه‌ها و ماکت‌ها، به تخیل و ابتکار و مقایسه سناریوهای مختلف در زمان کمتر واگذار کرده است. علاوه بر این، در مقایسه با سناریوهای مختلف برنامه‌ریزی شهری، تکنولوژی VR برای دقت در مسائلی که از چشم دور می‌ماند، استفاده می‌شود.

بیشترین قابلیت AR/VR در آموزش است. در کلاس‌های آموزشی با این فناوری بهره‌وری زمانی افزایش یافته و با تجسم و تعامل کاربر با عناصر موجود و شبیه‌سازی شده، فرایند آموزش جذابتر و ساده‌تر می‌گردد. این قابلیت‌ها موجب گردیده این فناوری در حوزه آموزش‌های تخصصی و خطرناک مانند حوزه نظامی و پزشکی توسعه یابد

این فناوری در حوزه کسب و کار نیز نفوذ پیدا کرده است. شما می‌توانید با اپلیکیشن‌های AR/VR به راحتی بدون اینکه به فروشگاه بروید، لباس‌های مختلف را امتحان کنید، تغییر دکور خانه را تغییر دهید یا در خانه‌ای که هنوز ساخته نشده قدم بزنید. فروشگاه‌ها نیز با این فناوری در فضای بسیار کمتر می‌توانند محصولات خود را ارائه نمایند. در حوزه بازاریابی و تبلیغات این فناوری با ایجاد محیط متفاوت می‌توانند تجربه فراموش نشدنی برای مشتریان بالقوه خود خلق نمایند.

اکنون این فناوری در حال توسعه در حوزه پزشکی، درمان بیماری‌های روانشناسی (وحشت، اضطراب، اختلالات عصبی و…)، در کشاورزی (کنترل رشد گیاهان، نظارت بر تجهیزات و…)، گردشگری و سایر حوزه‌های مختلف است.

این فناوری با ایجاد تجربه متفاوتی از مسیر گذشته، نوید آینده‌ای هوشمند را برای انسان‌ها می‌دهد.

تاریخچه واقعیت افزوده


    ۱۹۵۷–۶۲: مورتون هیلینگ، یک فیلمبردار، شبیه‌سازی با نام سنسوراما همراه با سیستم صوتی، تصویری، بویایی و لرزه اختراع کرد.
    ۱۹۶۶: ایوان سوزرلند با اختراع نمایشگر سربند (head-mounted display) دریچه‌ای را به دنیای مجازی باز کرد.
    ۱۹۷۵: مایرون راجر، Videoplace را اختراع کرد که برای اولین بار به کاربران اجازه تعامل با اشیای مجازی را می‌داد.
    ۱۹۸۹: جارون لانیر اصطلاح واقعیت مجازی را ابداع کرد و اولین شرکت تجاری در حیطه دنیای مجازی را تأسیس کرد.
    ۱۹۹۰: توماس کادل زمانی که در بوئینگ به کارکنان، برای سرهم کردن کابل‌ها در هواپیما کمک می‌کرد، مفهوم واقعیت افزوده را ابداع کرد.
    ۱۹۹۲: ال. بی روزنبرگ برای اولین بار یک سیستم واقعیت مجازی قابل استفاده، به نام تجهیزات مجازی را در آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی آمریکا ایجاد کرد.
    ۱۹۹۲: استیون فینر، بلیر مکلنتایر و دری سلایمن اولین نسخه از سندی را در یک نمونه اولیه سیستم واقعیت افزوده ارائه کرد. KARMA در کنفرانس رابط گرافیکی. نسخه کاغذی از یک سند را به‌طور گسترده در نمایشگاه ارتباطات ACM در سال ۱۹۹۳ منتشر شد.
    ۱۹۹۳: لورا دابلیو. دی. ال با پذیرش مسئولیت STRICOM اولین نمایش ترکیبی به همراه وسیله نقلیه مجهز به واقعیت افزوده و سرنشین شبیه‌سازی شده را به صورت زنده اجرا کرد.
    ۱۹۹۴: مارتین جولی برای اولین بار تئاتری با فناوری واقعیت افزوده طراحی کرد، رقص در فضای سایبری، با سرمایه‌گذاری انجمن هنر استرالیا، خصوصیت رقاصان و بندبازان تغییر اندازه بدنشان در لحظه اجرا، پرتاب شدن به فضای فیزیکی اطراف و زمین اجرا بود. آکروبات بازان به صورت معلق در اطراف ظاهر می‌شدند. در این تئاتر از سیستم‌های کامپیوتری سیلیکون گرافیک و سیستم حسگر Polhemus استفاده شد.
    ۱۹۹۸: معرفی فضای واقعیت افزوده توسط راسکار، ولش و فاشز در دانشگاه کارولینای شمالی در تپه کلیسا
    ۱۹۹۹: هیروزاکو کاتو ARToolKit را در HITLab ایجاد کرد، جایی که قبلاً واقعیت افزوده بوسیله سایر متخصصان HITLab توسعه داده می‌شد.
    ۲۰۰۰: بروس اچ. توماس توسعه دهنده ARQuake، اولین بازی واقعیت افزوده در محیط باز را برای موبایل در گردهمایی بین‌المللی کامپیوتر‌های پوشیدنی معرفی کرد.
    ۲۰۰۸: اپلیکیشن واقعیت افزوده ویکی‌تود به عنوان راهنمای مسافرت در ۲۰ اکتبر ۲۰۰۸ با تلفن آندرویدی G۱ منتشر شد.
    ۲۰۰۹: ARToolkit توسط Saqoosha به ادوبی فلش (FLARToolkit) آورده شد، با این کار واقعیت افزوده به مرورگر وب هم رسید.
    ۲۰۰۹: پروژه SixthSense از دانشگاه MIT طرحی از یک دستگاه مستقل را به نمایش گذاشتند که براساس واقعیت مجازی پوشیدنی کار می‌کرد.
    ۲۰۱۱: لستر تکنولوژیز، یک شرکت تازه تأسیس فرانسوی از دانشگاه جنوب پاریس (Orsay)، اولین عینک اسکی واقعیت افزوده را برای فروش عرضه کرد.
    ۲۰۱۲: شرکت گوگل با معرفی پروژه «عینک گوگل» یا «پروژه عینک» (Project Glass) گام بزرگی در فراگیر کردن و جنبه عام بخشیدن به واقعیت افزوده برداشت.

پاسخ‌ها

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *