в чем главное отличие виртуальной и дополненной реальности
В чем разница между VR и AR?
Чем отличаются виртуальная и дополненная реальности?
Виртуальная реальность (Virtual reality, VR) — это созданный компьютером мир, доступ к которому можно получить с помощью иммерсивных устройств — шлемов, перчаток, наушников. Виртуальная среда полностью заменяет реальный мир, не реагируя на его изменения, при этом пользователь может воздействовать на нее, погружаясь, к примеру, в видеоигру.
Дополненная реальность (Augmented reality, AR) просто добавляет реальному миру слои. То есть люди могут по-прежнему взаимодействовать с физической средой, получая дополнительную информацию от своих устройств или приложений дополненной реальности.
Что мне сделать для погружения в VR и AR?
Для погружения в виртуальную реальность надо воспользоваться иммерсивной гарнитурой. Информация, предоставляемая VR-устройством, может включать изображение, звук, а также тактильные ощущения, запах и даже вкус. Устройства дополненной реальности включают гарнитуру вроде очков Google Glass, мобильные телефоны (необходимо скачать специальное приложение), камеры (они «накладывают» слои на физическую среду, когда пользователь смотрит в объектив). Как правило, во время взаимодействия с дополненной реальностью человек получает только визуальный и аудио-опыт.
Правда, что VR и AR наиболее популярны в индустрии развлечений?
Видеоигры и фильмы — действительно, самые распространенные форматы, адаптированные для виртуальной реальности. Воспользовавшись иммерсивной гарнитурой, пользователь может оказаться, например, в Антарктиде или среди динозавров. Не так давно появились продвинутые интерактивные VR-развлечения — командные игры с полным погружением, свободой движения без ограничений в виде проводов. Дополненная реальность тоже используется в играх: например, известное приложение Pokemon GO работает как раз по принципу AR. Пользователь смотрит на окружающий мир через камеру и экран гаджета, а приложение накладывает на реальность дополнительные объекты — покемонов, которых надо ловить, а потом тренировать. С помощью дополненной реальности создают интерактивные книги, открытки, раскраски, разрабатывают приложения для музеев, экскурсий по городу и многое другое.
Это только для игр?
Виртуальную и дополненную реальности все больше внедряют в профессиональные сферы. VR активно используют в журналистике — в основном, зарубежной. Дизайнеры и архитекторы с помощью этой технологии представляют свои проекты (например, в IKEA). Виртуальная реальность нужна врачам — в качестве учебного пособия для студентов-медиков и подготовки пациентов к операции — им демонстрируют манипуляции, которые будут проделаны.
Медицинские стартапы с использованием VR помогают пациентам с болезнью Альцгеймера, раком, плохим зрением. Виртуальную реальность применяют при обучении солдат, пилотов и продавцов, инженеров и энергетиков. Например, нефтедобывающая компания Schlumberger на VR-тренажерах учит новичков работать на буровых вышках. Многие компании предлагают свои решения в области виртуальной и дополненной реальностей для образовательных целей.
Что ждет VR и AR?
Ключевые сферы использования этих технологий в ближайшем будущем: видеоигры, реальные события, VR-парки, здравоохранение, недвижимость, образование и вооруженные силы. В ближайшие годы VR/AR-проекты будут становиться более сложными, интересными и полезными. С развитием технологий устройства, способные поддерживать дополненную и виртуальную реальности, будут мощнее и смогут транслировать более качественные изображения. В промышленности VR и AR все чаще будут помогать контролировать качество процессов и готовой продукции, в ретейле — привлекать покупателей новым функционалом, автомобили также будут оснащать AR-технологиями.
В чем разница между виртуальной и дополненной реальностью?
Учитывая бурный рост интереса к виртуальным развлечениям в последние годы, появилось множество названий для разных типов погружения в интерактивный мир. Виртуальная реальность, дополненная реальность, смешанная реальность и расширенная реальность.
Технология настолько нова, что у большинства людей возникает неразбериха между этими видами.
Возможное появление iPhone 8 с функцией дополненной реальности и кучи других аксессуаров просто требует разъяснительного материала.
Виртуальная реальность
Наиболее популярный вид на данный момент. Главной целью VR является перенос пользователя из реального мира в абсолютно новый. VR — это набор способов для передвижения и взаимодействия в виртуальном мире. Всего существует 6 “степеней свободы” в трёхмерном мире. Они делятся на две категории:
Поворотные движения. Это рыскание, наклон и вращение. Такие движения фиксируются датчиками на голове и передаются для обработки и изменения виртуального состояния. Их можно найти в Google Daydream и Samsung Gear VR.
Движения трансформации. Для передвижения по иному миру нужны лишь команды Вверх/Вниз, Влево/Вправо, Вперёд/Назад. Обычно такие движения фиксируются внешней камерой — например, Oculus Rift Camera или системой HTC Vive Lighthouse.
Всё это означает то, что Samsung Gear VR и Google Daydream имеют всего 3 степени свободы — вы можете поворачивать голову, чтобы осмотреться, но шлем не воспримет наклон головы либо сгиб коленей. Oculus Rift и HTC Vive всё это понимают и имеют 6 степеней, что позволяет естественно взаимодействовать с виртуальным миром.
6 степеней свободы нужны для полного погружения в VR, что невозможно сделать, если вы не можете естественно двигаться и в другом мире. Многим хватает и 3 для наслаждения роликами 360 градусов в Facebook и YouTube, но разве VR создан для того, чтобы смотреть концерт, просто сидя на стуле?
Однако мобильный VR сейчас более доступный. Вам не нужно дополнительное оборудование — лишь смартфон и шлем. Но если сравнить их лоб-в-лоб, разница будет огромной.
Дополненная реальность
Эта штука намного проще. Кто-то для описания использует аббревиатуру AR (Augmented Reality), кто-то называет её “смешанной реальностью” (Mixed Reality). Википедия говорит, что это “воспринимаемая смешанная реальность, создаваемая с использованием «дополненных» реальностей”. В общем, прочитаешь и испугаешься. Дополненная реальность — это добавление звука, видео и элементов в реальный мир с помощью компьютерных вычислений, которые происходят в режиме реального времени.
AR, в отличие от VR, не отстраняет вас от реального мира, а добавляет данные прямо в него. Что-то подобное можно наблюдать в Pokémon Go или фильтрах Snapchat. Собачьи уши на вашей голове — это не трюки камеры, а первый шаг к дополненной реальности.
Будущее AR может и будет включать в себя нечто большее, чем эти уши. Например, тренировки для инженеров и астронавтов NASA. AR преобразит и повседневную жизнь. Идёте на встречу с человеком впервые? По пути посмотрите его профиль в интернете и узнайте больше. Путешествуете в новом городе? Тут же найдите о нём информацию. Потенциал неограничен. На основе дополненной реальности можно создать отдельные социальные сети: идёшь по улице в очках AR и видишь над людьми никнеймы и статусы. Подрезал кто-то на автомобиле, а ты такой статус вешаешь “КОЗЛИНА” и он это увидит, если конечно тоже будет в очках AR.
Хотя дополненная реальность и менее популярна, чем виртуальная, мы видим, что крупные компании делают упор именно на неё. Microsoft пока лидирует, но и Apple уже запатентовала свою технологию. VR больше направлен на развлечения, а AR имеет полезные функции для облегчения повседневной жизни и гораздо больший потенциал.
Поскольку прогресс не стоит на месте, мы вполне можем увидеть ещё больше “реальностей”. Например, полностью перенесенный в виртуальность реальный мир. Но это уже совсем другая история.
Виртуальная реальность vs Дополненная реальность
В последнее время очень часто ведутся споры о том, чем отличается дополненная реальность от виртуальной. Обе технологии постоянно на слуху, о них говорят в СМИ, рассуждают в сети, пишут в книгах и показывают в фильмах. Так в чем разница между виртуальной реальностью и дополненной реальностью?
Что такое виртуальная реальность?
Понятие искусственной (виртуальной) реальности впервые ввел американский компьютерный художник Майрон Крюгер (Myron Krueger) в конце 60-х.
Виртуальная реальность (virtual reality, VR) — это компьютерная симуляция реальности или воспроизведение какой-то ситуации. Техническими средствами она воспроизводит мир (объекты и субъекты), передаваемый пользователю через его ощущения: зрение, слух, обоняние, осязание и т.д. Виртуальная реальность имитирует как воздействие, так и реакции на воздействие.
Как правило, «погружение» в виртуальную реальность достигается за счет специальных гаджетов. Основные цели:
— создать и улучшить воображаемую реальность игр, развлечений, видео, 3D-фильмов и т.д.;
— улучшить качество жизни, дать возможность подготовиться к определенному событию, создавая имитацию реальности, где люди могут практиковать определенные навыки (например, авиасимулятор для пилотов).
Виртуальная реальность создается с помощью языка кодирования, известного, как VRML (Virtual Reality Modeling Languagе). Его можно использовать для создания серии изображений, а также указать типы взаимодействий между ними.
Что такое дополненная реальность?
Термин «дополненная реальность» был предложен исследователем авиа-космической корпорации Boeing Томом Коделом (Tom Caudell) в 1990 году.
Дополненная реальность (augmented reality, AR) — это технология, накладывающая смоделированные компьютером слои улучшений на существующую реальность. Основная цель — сделать ее более выразительной, многогранной и яркой. Дополненная реальность разработана в приложениях и используется на мобильных устройствах.
Самые популярные примеры ДП — параллельная лицевой цветная линия, показывающая нахождение ближайшего полевого игрока к воротам при телевизионном показе футбольных матчей, стрелки с указанием расстояния от места штрафного удара до ворот, «нарисованная» траектория полета шайбы во время хоккейного матча и т. п.
Дополненная реальность vs виртуальная реальность
Дополненная реальность и виртуальная реальность — противоположное отображение одного в другом с тем, что каждая из технологий стремится предоставить пользователю. Виртуальная реальность предлагает цифровое воспроизведение реальной обстановки жизни, в то время как дополненная реальность обеспечивает виртуальные элементы в виде наложения слоев на реальный мир.
Сходство виртуальной реальность и дополненной реальности
Технология. Дополненная и виртуальная реальности задействуют одни и те же типы технологии, и каждая из них существует, чтобы служить на благо пользователям для обогащения и улучшения их жизненного опыта.
Развлечения. Обе технологии способны разнообразить досуг пользователей, делая его ярче и веселее. Еще совсем недавно эти технологии казались вымышленным плодом научной фантастики. Но сейчас новые искусственные миры оживают и раскрываются перед пользователями, которые могут их контролировать. Также становится достижимым и более глубокое взаимодействие с реальным миром. Ведущие магнаты в сфере технологий разрабатывают все новые адаптации, усовершенствования продуктов и приложений, поддерживающих технологии дополненной и виртуальной реальностей.
Наука и медицина. Виртуальная и дополненная реальности имеют большой потенциал в модернизации медицины. С их помощью становятся возможными не только осмотры и консультации, но и более серьезные вещи, вроде дистанционной хирургии. Эти технологии уже использовали для лечения посттравматического стрессового расстройства.
Различия виртуальной реальность и дополненной реальности
Цель. Дополненная реальность увеличивает опыт путем добавления виртуальных компонентов, таких как цифровые изображения, графика или ощущения, как новый слой взаимодействия с реальным миром. В отличие от нее, виртуальная реальность создает свою собственную реальность, которая полностью сгенерирована и управляется компьютером.
Способ передачи. Виртуальная реальность, как правило, подается пользователю через шлем или пульт. Данные оборудования соединяют человека с виртуальной реальностью, позволяют контролировать и управлять своими действиями в рассматриваемой среде, имитируя реальный мир. Дополненная реальность все больше и больше используется в мобильных устройствах, таких как ноутбуки, смартфоны и планшеты, чтобы изменить вид реального мира. Это — взаимодействия цифровых изображений и графики.
Виртуальная и дополненная реальности: в чем отличие?
В последнее время появилось много новых способов взаимодействия человека с мобильной электроникой. Такие слова как «виртуальная и дополненная реальность», «интернет вещей», «блокчейн», «нейросети», а также всяческие «умные» вещи все больше входят в повседневность. Мы решили подготовить цикл статей, в которых будем рассказывать о новейших технологиях. Наша цель — помочь вам не запутаться в современной терминологии, которая все чаще встречается в СМИ.
Виртуальная (искусственная) реальность
Понятие искусственной реальности было впервые сформулировано американским компьютерным художником Майраном Крюгером (Myron Krueger) в конце 1960-х. В то время это представлялось чем-то фантастическим, и мало кто мог поверить, что через пятьдесят лет человеку удастся глубоко вжиться в новую, самостоятельно созданную, реальность.
Главной целью виртуальной реальности (VR, от англ. Virtual reality) является перенесение пользователя из реального мира в абсолютно новый, созданный с помощью соответствующих компьютерных вычислений. VR — это набор средств для перемещения и взаимодействия в виртуальном мире.
Виртуальная реальность имитирует как воздействие на человека, так и реакции на это воздействие. С помощью технических устройств она переносит человека в мир, который передается пользователю через его ощущения: зрение, слух, обоняние, осязание.
Широкое распространение получили относительно дешевые и компактные очки виртуальной реальности: Samsung Gear VR, Playstation VR, LG 360 VR и многие другие — с каждым годом их появляется все больше. Большинство таких очков работает при помощи вставленного в них смартфона и передачи его изображения человеку через линзы в очках.
Такие гаджеты способны воспринимать вращение головы, но не понимают телодвижений, так как для этого нужна некая внешняя камера. Поэтому все, что может пользователь, — присутствовать в виртуальной реальности, а также производить небольшие действия, управляя головой или кнопкой на самих очках, но не может делать самое интересное: перемещаться, «жить» в виртуальном мире.
Для создания «идеальной», то есть наиболее реалистичной, виртуальной реальности, используются сложные технические устройства, обеспечивающие большое число степеней свободы (наклон головы, горизонтальные и вертикальные движения головой, перемещения тела и другие).
Существует даже так называемый «виртуальный ретинальный монитор», который проецирует картинку на глаз, и человек видит новую реальность прямо перед собой. Такие технологии весьма дороги и редко выходят за пределы научных лабораторий, киностудий и подобных специализированных учреждений.
Дополненная реальность
Дополненная реальность (AR, от англ. Augmented reality) — это технология, которая позволяет добавлять изображения, звук, видео и другие элементы в реальный мир с помощью компьютерных технологий, которые делают все это в режиме реального времени.
Самый известный пример использования дополненной реальности — это представление на реальном изображении траектории полета шайбы во время хоккейного матча или отслеживание положения различных игроков.
Для создания дополненной реальности можно обойтись без специальных очков или шлемов. Последние разработки позволяют воспроизводить ее с помощью обычных смартфонов и планшетов.
Самый современный пример — презентованная в июне 2017 года компанией Apple технология ARKit. Достаточно навести телефон или планшет, например, на стол, и на экране вы увидите новый мир, который существует прямо на вашем столе и вокруг него.
Дополненная реальность открывает действительно большие возможности. Например, воспользовавшись этой технологией, компания IKEA создала мобильное приложение, позволяющее оценить, как будет выглядеть тот или иной предмет интерьера в вашей комнате, взглянув на него через экран мобильного устройства. Подобным образом можно увидеть на улицах города покемонов, проводя время за популярной игрой Pokemon GO.
Коренное отличие двух описанных выше видов реальности в том, что виртуальная конструирует новый искусственный мир, а дополненная лишь вносит отдельные искусственные элементы в восприятие мира реального.
Практическая же разница VR и AR заключается в различных уровнях сложности этих технологий. Но и у одной, и у другой, очевидно, огромный потенциал, и они могут сыграть большую роль в развитии цивилизации.
Виртуальная, дополненная и смешанная реальность: суть понятий и история развития
В новостях всё чаще появляются упоминания о новых устройствах виртуальной и дополненной реальности. Трудно за всем этим уследить, а ещё более трудно упорядочить эту обрывочную информацию из новостей. Поэтому я решил в одной статье свести все ключевые моменты, касающиеся данной отрасли. Ведь в ближайшие лет пять, новости из этой сферы будут появляться всё чаще. По крайней мере, так думают инвесторы, вкладывающие огромные суммы в стартапы, специализирующиеся на виртуальной реальности. Кроме юных энтузиастов за виртуальную и дополненную реальность всерьёз взялись и крупнейшие ИТ-предприятия. Но обо всём по порядку…
Определения, сходства и различия
Для начала определимся с терминологией. Смотрим Википедию:
Виртуальная реальность (Virtual Rality, VR; далее — ВР) это созданный техническими средствами мир (объекты и субъекты), передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, обоняние, осязание и другие. Сам термин «виртуальный» происходит от лат. virtualis — возможный.
Дополненная реальность (Augmented Reality, AR, расширенная реальность, улучшенная реальность и т.д.; далее — ДР) — результат введения в поле восприятия любых сенсорных данных с целью дополнения сведений об окружении и улучшения восприятия информации. Предположительно сам термин был введён инженером корпорации Boeing Томом Коделом в 1990 году. Уже тогда специалисты этой компании закрепляли на голове небольшие цифровые дисплеи, помогавшие им монтировать провода в самолёте.
Основной целью виртуальной реальности является создание своего цифрового мира максимально похожего на наш (хотя бы по физическим признакам), но этот мир всё же является смоделированным компьютером (или другим устройством), т.е. по сути созданным человеком в цифровой среде с нуля. Дополненная же реальность лишь накладывает элементы искусственной реальности на наше окружение. Виртуальная реальность взаимодействует лишь с человеком, дополненная — ещё и с внешним миром.
Кроме этого, ещё выделяют смешанную (гибридную, Mixed reality, MR; далее — СР) реальность — объединение виртуальной и дополненной реальности, т.е. накладывание несуществующих виртуальных объектов на наше окружение.
Типичный пример смешанной реальности — функция Гугл переводчика, которая в реальном времени переводит слова с одного языка на другой, тут же подбирая похожий шрифт и заменяя их.
Резюмирую:
Дополненная реальность накладывает вспомогательные объекты на наше окружение. Смешанная реальность встраивает виртуальны объекты в окружение и подстраивает их. Виртуальная реальность создаёт своё окружение, не взаимодействуя с внешним миром.
История возникновения
Начнём с далёкого 1901 года, когда писатель Фрэнк Баум (автор волшебной страны Оз, предвестник телевидения, ноутбуков и беспроводной связи) рассказал об идеи электронного дисплея, накладывающегося поверх реальной жизни.
Время шло и лет через 50 идея Фрэнка нашла воплощение в машине «Сенсорама», которую сейчас бы назвали арт-проектом. Устройство представляло из себя ни то стол, ни то шкаф со стереокартинками, звуком, запахами, вибрирующим креслом и прочими эффектами, но широкого интереса не вызвало и о нём вскоре забыли.
В начале 60х начинает появляться и развиваться компьютерная графика.
В 1960 специалисты компании Боинг Верн Хадсон и Уильям Феттер создают первые системы машинной графики, которую теперь принято называть компьютерной.
В 1962 Стив Рассел, Мартин Грец и Уэйн Уитанем выпускают первую компьютерную видеоигру «Spacewar».
В 1963 году американский учёный Айвен Сазерленд создал первый графический редактор «Sketchpad».
Примерно в это время Станислав Лем, в одной из своих книг, формулирует и отвечает на вопрос «как создать действительность, которая для разумных существ, живущих в ней, ничем не отличалась бы от нормальной действительности, но подчинялась бы другим законам?».
В 1964 году General Motors представила систему автоматизированного проектирования DAC-1, разработанную совместно с IBM.
В том же году группой математиков под руководством Н. Н. Константинова была создана компьютерная математическая модель движения кошки. А через 4 года из неё сделали первую компьютерную анимацию — машина БЭСМ-4, выполняя написанную программу решения
дифференциальных уравнений, рисовала на алфавитно-цифровом принтере мультфильм «Кошечка» (да, коты уже тогда захватили ИТ-мир).
И в том же 68-м, появилась возможность выводить компьютерные изображения на экран электронно-лучевой трубки.
Вернёмся на пару лет назад и отдельно отметим ещё одно изобретение уже упоминавшегося Айвена Сазерленда. В 1966 году вертолётостроительная компания Bell Helicopter начала разработку систем для управления полётами в ночное время. Системы состояли из инфракрасных камер и приёмников, расположенных на шлеме пилота. Направление получило название «удаленная реальность» (Remote Reality). Профессор Сазерленд и один из его студентов Боб Споулл решили заменить инфракрасные приёмники на электронные трубки, подключенные к компьютеру, создав тем самым прототип первого видеошлема.
Примерно в это же время, в конце 60х компьютерный художник Майрон Крюгер вводит понятие искусственной реальности.
Ещё через 10 лет — в 1977 — в Массачусетском Технологическом Институте была создана «Кинокарта Аспена» — компьютерная программа, позволяющая совершить прогулку по американскому городу Аспен. Эта программа считается первой визуализацией виртуальной реальности.
В том же году Даниэль Сандин, Ричард Сейр и ряд других инженеров из EVL изобрели перчатку, с помощью которой можно было передавать в компьютер данные о движении руки. Устройство получило название «Перчатка Сейра».
В 1982 Томас Зиммерман (один из основателей VPL Research) запатентовал установку в перчатку оптических датчиков. Перчатка Зиммермана была предназначена для совмещения акустической гитары и компьютера и передавала на последний данные о положении пальцев, а компьютерная программа уже преобразовывала полученные данные в звук.
В 1989 перчатки виртуальной реальности, наконец, дошли до массового потребителя. Устройство под названием Nintendo Power Glove выпустила NES. Однако, широкого распространения оно не получило.
Следующий большой скачок, оказавший влияние на развитие ВР, произошёл в конце 80х-начале 90х.
В 1989 году другой основатель VPL Research, программист, футуролог, философ, музыкант и много ещё кто Джарон Ланье вводит, собственно, сам термин «виртуальная реальность».
В 1991 анонсируется набор Sega VR, но до выпуска он так и не дошёл — тестировщиков тошнило, кружилась голова и т.д.
В 1994 году Пол Милгром и Фумио Кисино описали континуум «виртуальность — реальность» — пространство между реальностью и виртуальностью, между которыми расположены дополненная реальность (ближе к реальности) и дополненная виртуальность (ближе к виртуальности).
В том же году выходит в продажу шлем Forte VFX1. Устройство добротное, но высокая цена и небольшое количество доступных игр не позволили ему стать популярным.
1995 Nintendo выпускает игровую консоль Virtual Boy. Но и она проваливается. Красно-чёрное изображение на экране долго смотреть просто невозможно, поэтому приставка стала первой консолью, вынуждавшей игрока делать перерывы, чтобы глаза могли отдохнуть.
После этого ещё выходило много шлемов ВР, но ни один из них так и не стал массовым. В начале 90х вышло множество фильмов и книг, популяризирующих данную отрасль. Тема виртуальной реальности была интересна и обсуждаема. Но, несмотря на это (видимо из-за громких провалов шлемов ВР) почти 10 лет не появлялось никаких интересных разработок в этой сфере. В 2000х виртуальная реальность перешла в сферу компьютерных игр.
Сегодня на рынке представлен огромный выбор очков и шлемов ВР, можно найти как проникнутые идеями футуризма (TLpower G100*):
Так и просто «народные» очки, куда надо вставлять телефон — Google Cardboard VR BOX III 3*
Есть даже самосборные из картона* под 5 дюймовые телефоны.
Про новый виток развития искусственной реальности и о современных разработках мы расскажем в следующей статье.