Realtà aumentata: dettagli completi

La prima sezione di questo articolo copre i fondamenti della realtà aumentata (AR), compreso cos'è e come funziona. Quindi, utilizzando numerosi esempi, esamineremo i principali usi della realtà aumentata, tra cui la produzione, l'assistenza sanitaria, i giochi, l'istruzione e la collaborazione remota. Discuteremo anche di tecnologia, software, app e apparecchiature relative alla realtà aumentata. In questo articolo si parlerà anche della prognosi commerciale della realtà aumentata e dei problemi e delle difficoltà legate ai tanti temi della realtà espansa.

Cos'è la realtà aumentata?

Cerchiamo di capire il significato o la definizione di realtà aumentata in dettaglio prima di approfondire ulteriormente

L'integrazione in tempo reale delle informazioni digitali con l'ambiente dell'utente è nota come realtà aumentata (AR). Gli utenti della realtà aumentata (AR) incontrano un ambiente del mondo reale con informazioni percettive create sovrapposte su di esso, al contrario della realtà virtuale (VR), che produce un ambiente completamente artificiale.

Utilizzando la realtà aumentata, gli utenti possono ricevere più informazioni o modificare esteticamente gli ambienti naturali in qualche modo. Il vantaggio principale della realtà aumentata (AR) è che combina con successo elementi digitali e tridimensionali (3D) con il modo in cui le persone percepiscono il mondo reale. L'AR ha diverse applicazioni, dall'intrattenimento all'aiuto nel processo decisionale.

Con un dispositivo come uno smartphone o occhiali, la realtà aumentata (AR) fornisce all'utente elementi visivi, suoni e altre informazioni sensoriali. Per fornire un'esperienza senza soluzione di continuità in cui le informazioni digitali modificano la visione dell'utente dell'ambiente reale, queste informazioni vengono stratificate sul dispositivo. Una parte del mondo naturale potrebbe essere nascosta o aggiunta dalle informazioni sovrapposte.

D'altra parte, ci sono gadget indossabili che consentono agli utenti di guardare contenuti in realtà aumentata. Gli occhiali AR non immergono completamente gli utenti nei mondi virtuali come fanno le cuffie per realtà virtuale. Chi indossa gli occhiali può aggiungere o sovrapporre un oggetto virtuale a un oggetto del mondo reale, ad esempio posizionando segni di realtà aumentata (AR) sulle macchine per indicare le aree di riparazione.

Il primo marcatore giallo che ha iniziato ad apparire nelle partite di calcio televisive nel 1998 è stato uno dei primi usi commerciali della tecnologia della realtà aumentata. I dispositivi di realtà aumentata (AR) di consumo più noti in questo momento includono Google Glass, giochi per smartphone e display head-up (HUD) sui parabrezza delle automobili. Ma anche molte altre attività, come l'assistenza sanitaria, la sicurezza pubblica, il gas e il petrolio, i viaggi e il marketing, utilizzano la tecnologia.

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Elementi di AR

Abbiamo 3 elementi principali in AR che supportano il suo intero funzionamento e altre operazioni che sono:

• Hardware
• Software
• Server remoto

1. Fissaggi

L'hardware per i sistemi di realtà aumentata include CPU, dispositivi di input, sensori e display. Questi sono piccoli dispositivi indossabili che contengono micro supercomputer. Hanno molte parti diverse, tra cui CPU, memoria flash, RAM, GPS, GPU, Wi-Fi e Bluetooth, e hanno bisogno di molta potenza di elaborazione.

Il processore riceve informazioni dai sensori esterni al dispositivo di realtà aumentata su come l'utente interagisce con gli oggetti nell'ambiente esterno. Questi sensori possono essere l'accelerometro, l'infrarosso o il giroscopio su un dispositivo mobile.

All'esterno dell'apparato sono posizionate anche telecamere per scansionare l'ambiente e raccogliere dati pertinenti. Gli strumenti che creano modelli digitali per determinare il giusto output utilizzano queste informazioni. Gli specchi vengono utilizzati anche per migliorare il modo in cui i nostri occhi percepiscono le immagini virtuali.

Mentre solo pochi gadget di realtà aumentata sono dotati di una varietà di minuscoli specchi curvi, pochissimi altri includono specchi a doppia faccia. Questo specchio ha una superficie che fa rimbalzare la luce da un display dell'oculare su una fotocamera e un'altra superficie che fa rimbalzare la luce da un display montato lateralmente sull'occhio. Un dispositivo mobile, un monitor, display montati sulla testa (HMD) o occhiali possono tutti fungere da display.

2. Software

Il software ha un impatto significativo sul funzionamento dei dispositivi di realtà aumentata. Le applicazioni basate sulla realtà aumentata vengono sviluppate utilizzando D'Fusion e altri software 3D specializzati. La grafica virtuale che copre l'immagine del mondo reale viene creata utilizzando software 3D. Alcuni di questi includono StudioMax, AutoCad3D e Cinema 4D.

3. Server remoto

Un database per le immagini virtuali scansionate viene mantenuto aggiornato utilizzando un server cloud o web oltre al software e all'hardware. Le immagini virtuali verranno recuperate dal database e inviate all'applicazione richiedente in risposta alle richieste delle applicazioni di realtà aumentata.

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Vantaggi dell'AR

Esaminiamo alcuni dei vantaggi e delle applicazioni essenziali dell'AR

• Man mano che gli ambienti di gioco passano dai regni virtuali per incorporare esperienze di vita reale in cui i giocatori possono impegnarsi in attività di vita reale per giocare, l'AR consente esperienze di gioco migliorate.
• Nel settore della vendita al dettaglio, i clienti possono utilizzare l'app Internet di un negozio per visitare virtualmente gli arredi prima di effettuare un acquisto.
• Gli annunci possono essere incorporati nel materiale AR per aiutare le aziende a rendere i propri contenuti più noti agli spettatori. L'AR può migliorare le esperienze dei clienti mostrando ai clienti modelli 3D di cose e aiutandoli a prendere decisioni migliori fornendo loro tour virtuali di prodotti, come quelli visti nel settore immobiliare.
• Senza la necessità che gli specialisti vengano sul posto, i tecnici di riparazione possono essere istruiti da remoto per eseguire riparazioni e attività di manutenzione mentre si trovano a terra utilizzando le app AR. Questo può essere utile nelle aree in cui raggiungere la destinazione è impegnativo.
• Nell'istruzione, la realtà aumentata viene utilizzata per creare un curriculum comune. L'ambiente reale dello studente può essere sovrapposto con grafica, testo, musica e video. Ha permesso agli alunni di utilizzare risorse di lettura interattive che forniscono loro maggiori informazioni.
• AR aiuta a contrassegnare gli oggetti in tempo reale e aiuta nella navigazione avanzata. I dati che mostrano le direzioni di destinazione, i tempi di viaggio, le informazioni meteorologiche e le condizioni stradali possono essere visualizzati sul parabrezza di un'auto.
• L'AR può essere utilizzato per la navigazione, offrendo informazioni su luoghi, indicazioni stradali e visite turistiche, oltre al posizionamento di annunci pubblicitari su materiale AR.
• La formazione a distanza, il monitoraggio della situazione sanitaria e la diagnosi del paziente possono essere aiutati dalla realtà aumentata. I chirurghi stanno ricevendo i dati dei pazienti attraverso la realtà aumentata. Inoltre, consente l'acquisizione e la sovrapposizione di video funzionali e record di imaging del paziente. Viene utilizzato durante le operazioni, le procedure di recupero e le sessioni di formazione pratica.

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Svantaggi dell'AR

Come abbiamo esaminato i vantaggi dell'AR ora esaminiamo anche alcuni degli svantaggi dell'AR

• La creazione e la manutenzione di iniziative basate sulla tecnologia AR sono costose. Inoltre, realizzare gadget basati su AR è costoso.
• La perdita di privacy nelle app basate su AR è una preoccupazione.
• Le persone in AR stanno perdendo eventi significativi.
• Lo scarso livello di prestazioni è una preoccupazione che deve essere affrontata durante tutto il processo di test e l'utilizzo efficiente di dispositivi conformi alla realtà aumentata richiede una formazione di base.

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Tipi di AR

Esaminiamo i tipi di AR, essenzialmente abbiamo quattro importanti tipi di AR,

• Basato su marcatori
• Senza marcatore
• Basato sulla proiezione
• AR basata sulla sovrapposizione

Esaminiamo in dettaglio ciascuno dei tipi di AR sopra menzionati

1. AR basata sui marcatori

Le immagini di destinazione (marcatori) vengono utilizzate nelle applicazioni AR basate su marcatori per posizionare gli oggetti in un'area. Questi marcatori specificano dove verrà visualizzato il contenuto digitale 3D all'interno del campo visivo dell'utente. I marker sono stati la base per le prime tecnologie AR.

Per sovrapporre l'oggetto virtuale 3D su un particolare indicatore di modello di immagine fisica in un contesto reale, queste applicazioni sono collegate ad esso. Per generare la sua geometria, le telecamere devono scansionare continuamente l'input e impostare un marcatore per il riconoscimento del pattern dell'immagine. L'oggetto virtuale non apparirà se la fotocamera non è correttamente messa a fuoco.

Di conseguenza, un sistema per contrassegnare le immagini include diversi moduli, tra cui una fotocamera, l'acquisizione delle immagini, l'elaborazione delle immagini e il tracciamento dei marcatori, tra gli altri. In generale, questo è un metodo semplice ed economico per includere filtri attraverso un programma unico per riconoscere particolari modelli attraverso una fotocamera.

Instagram e Snapchat usano questo tipo di realtà aumentata attraverso i loro filtri e giochi come esempio. Di conseguenza, questo tipo di AR è già stato incorporato nella vita quotidiana delle persone perché sono attività sociali comuni.

2. AR senza marker

Confrontando le caratteristiche esistenti nei dati in tempo reale, l'AR senza marker, al contrario, consente il posizionamento di oggetti 3D virtuali nell'ambiente dell'immagine reale. Mentre il software di realtà aumentata fa il resto, questo tipo di assistenza dipende dalla tecnologia di ogni smartphone, inclusi fotocamera, GPS e accelerometro, tra gli altri.

L'assenza di un sistema di tracciamento degli oggetti in questo modello è il risultato degli attuali progressi nelle fotocamere, nei sensori e negli algoritmi di intelligenza artificiale. Di conseguenza, funziona utilizzando le informazioni digitali raccolte da questi sensori, che possono catturare una posizione fisica in tempo reale.

Localizzazione e mappatura simultanea (SLAM) è lo strumento principale utilizzato nell'analisi senza marker per scansionare l'ambiente e fornire mappe adatte per il posizionamento di oggetti virtuali. Anche se gli oggetti virtuali non si trovano nel campo visivo dell'utente, non si muovono quando l'utente si sposta e l'utente non ha bisogno di scansionare nuove foto, il tracciamento delle immagini senza marker SLAM scansiona l'ambiente circostante e sviluppa mappe di dove posizionare il virtuale oggetti in 3D.

Per questo motivo, questa tecnologia può riconoscere elementi o caratteristiche distintive in una scena senza essere consapevole dell'ambiente circostante, come muri o intersezioni. Questa tecnica si distingue per la sua connessione con il sorprendente risultato visivo della fusione della grafica computerizzata con fotografie reali.

La tecnologia utilizza informazioni basate sulla posizione per determinare quale materiale l'utente ottiene o scopre in una determinata area e viene utilizzata, ad esempio, in eventi, attività commerciali e app di navigazione. Come con i telefoni cellulari, potrebbe utilizzare accelerometri, giroscopi, bussole e GPS.

3. AR basato sulla proiezione

Questa tecnologia viene utilizzata per trasmettere dati digitali in un ambiente statico; la realtà aumentata basata su progetti, ad esempio, si concentra sulla presentazione di oggetti 3D virtuali nell'ambiente reale dell'utente.

Grazie al posizionamento di una telecamera di tracciamento e di un proiettore fisso in un luogo particolare, la realtà aumentata (AR) consente all'utente di muoversi liberamente all'interno di quello spazio. Proiettando la luce artificiale su superfici piane reali, questa tecnica serve principalmente a produrre illusioni riguardanti la profondità, la posizione e l'orientamento di un oggetto.

Poiché le istruzioni possono essere presentate in una regione specifica, la realtà aumentata basata sulla proiezione, ad esempio, è eccellente per semplificare attività complesse nel commercio o nell'industria e rimuovere i computer. Inoltre, fornendo feedback, questo sistema può ottimizzare le procedure di identificazione digitale per i cicli di produzione.

4. AR basata sulla sovrapposizione

L'AR basato sulla sovrapposizione offre una visione "alternativa" dell'oggetto in questione sostituendo completamente la vista originale con una vista aumentata dell'oggetto o sostituendola solo parzialmente. Ancora una volta, il riconoscimento dell'oggetto è cruciale in questa situazione poiché, logicamente, il programma non può sostituire la vista originale con una migliorata se non sa cosa sta guardando.

In questo caso, un aumento può sostituire completamente o parzialmente l'oggetto originale. Nell'esempio seguente, gli utenti dell'app Catalogo IKEA possono ridimensionare un mobile virtuale e posizionarlo sopra l'immagine di una stanza.

Le applicazioni per la realtà aumentata in sovrapposizione includono giochi, intrattenimento, istruzione e design industriale. La sovrapposizione AR, ad esempio, può essere utilizzata per sviluppare giochi interattivi che consentono ai giocatori di giocare in ambienti reali o visualizzare e interagire con modelli 3D in tempo reale durante la progettazione.

La tecnologia AR di sovrapposizione, in generale, offre un approccio interessante e nuovo alla combinazione di ambienti virtuali e del mondo reale, e si prevede che giocherà un ruolo più importante in una varietà di settori futuri.

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Attrezzature utilizzate in AR

Per il funzionamento della tecnologia della realtà aumentata (AR) è necessaria una serie di strumenti e gadget. Tra gli strumenti e i gadget più importanti utilizzati in AR ci sono quelli elencati di seguito:

• Dispositivi di visualizzazione: per presentare oggetti virtuali nell'ambiente reale, le applicazioni AR necessitano di una sorta di dispositivo di visualizzazione. Questi gadget possono includere display montati sulla testa come occhiali AR e dispositivi elettronici portatili come smartphone e tablet.
• Telecamere: per alimentare il sistema AR con foto di ambienti reali, vengono utilizzate telecamere per catturarle. Possono essere esterni o integrati in un dispositivo.
• Sensori: per determinare l'orientamento, il movimento e la posizione dell'utente o del dispositivo, vengono utilizzati sensori come accelerometri, giroscopi e GPS. Gli oggetti virtuali sono posizionati nel mondo fisico utilizzando queste informazioni.
• Sono necessari potenti processori per l'elaborazione delle immagini in tempo reale e l'analisi dei dati nei sistemi AR. Questi processori possono essere integrati in un prodotto o alloggiati in una rete basata sul cloud.
• Risorse di sviluppo software: i kit di sviluppo software (SDK) per la realtà aumentata (AR) offrono agli sviluppatori le risorse di cui hanno bisogno per realizzare applicazioni AR. Questi SDK potrebbero essere forniti con librerie, API e utilità di sviluppo.
• Sistemi di tracciamento: per tracciare correttamente la posizione e l'orientamento del dispositivo e dell'utente nel mondo reale, vengono utilizzati sistemi di tracciamento che includono indicatori fiduciari, indicatori basati sulla posizione e sistemi di tracciamento basati su sensori.
• Dispositivi aptici: i dispositivi aptici forniscono un feedback tattile per offrire all'utente un'esperienza più coinvolgente con la realtà aumentata.

A seconda del tipo di applicazione e della quantità di immersione richiesta, nella realtà aumentata vengono utilizzati diversi strumenti e gadget. Possiamo anticipare strumenti e attrezzature aggiuntivi che migliorano l'esperienza AR man mano che la tecnologia si sviluppa.

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App di realtà aumentata

Le app che utilizzano la tecnologia della realtà aumentata (AR) per creare una sovrapposizione digitale sul mondo fisico sono note come app di realtà aumentata (AR). Queste app offrono ai consumatori un modo semplice e facile per interagire con oggetti e informazioni virtuali.

Esaminiamo alcune delle app essenziali della realtà aumentata

• Pokemon Go : questo è un gioco mobile potenziato dalla realtà aumentata che consente agli utenti di catturare e impegnarsi in combattimenti nel mondo reale con Pokemon virtuali.
• Snapchat: è un software di social media che consente agli utenti di aggiungere vari filtri e obiettivi di realtà aumentata (AR) ai loro volti e all'ambiente che li circonda, consentendo loro di catturare video e immagini originali e divertenti.
• Google Translate: un'applicazione chiamata Google Translate utilizza la realtà aumentata per tradurre istantaneamente il testo. Il programma tradurrà qualsiasi contenuto scritto nella lingua desiderata quando gli utenti puntano la fotocamera su un cartello, un menu o un altro testo.
• IKEA Place è un'app che consente agli utenti di posizionare versioni virtuali dei mobili IKEA in tempo reale utilizzando la fotocamera del proprio smartphone per vedere come apparirebbero nella loro casa.
• Faretra: un'applicazione di apprendimento che utilizza la realtà aumentata per dare vita ai libri da colorare. Il programma riconosce l'immagine quando gli utenti colorano le pagine e vi sovrappone un'animazione 3D.
• Holo: con l'aiuto dell'app Holo, gli utenti possono installare ologrammi 3D di vari oggetti ovunque nel mondo reale per creare esperienze divertenti e coinvolgenti.
• Civilizations AR: un software educativo chiamato Civilizations AR utilizza la tecnologia della realtà aumentata (AR) per fornire mostre interattive di manufatti e occasioni storiche, consentendo agli utenti di comprendere la storia in modo più avvincente e coinvolgente.

Queste sono solo alcune delle numerose app AR accessibili su diverse piattaforme. È probabile che le future applicazioni AR diventino ancora più creative e interessanti man mano che la tecnologia AR si sviluppa.

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Le migliori piattaforme di sviluppo AR

Gli sviluppatori possono scegliere tra un'ampia varietà di piattaforme di sviluppo di realtà aumentata (AR). Alcune delle migliori piattaforme di sviluppo AR in questo momento sono elencate di seguito:

• ARKit: il framework di sviluppo ARKit di Apple consente la creazione di software di realtà aumentata (AR) per dispositivi iOS. Per gli utenti iOS, le funzionalità di ARKit, come il rilevamento del piano, la stima dell'illuminazione e il tracciamento del movimento, semplificano la creazione di esperienze AR.
• ARCore: il framework di sviluppo ARCore di Google consente la creazione di applicazioni di realtà aumentata (AR) per smartphone Android. È semplice creare esperienze AR per gli utenti Android grazie alle funzionalità di rilevamento del movimento, comprensione ambientale e stima della luce di ARCore.
• Vuforia: Vuforia di PTC è una piattaforma di sviluppo AR che consente ai programmatori di realizzare applicazioni AR per occhiali intelligenti e dispositivi mobili. Le esperienze AR complesse e coinvolgenti sono semplici da realizzare grazie alle funzionalità di Vuforia, che includono il riconoscimento delle immagini, il riconoscimento degli oggetti 3D e il riconoscimento spaziale.
• Wikitude: Wikitude è una piattaforma per la creazione di applicazioni di realtà aumentata (AR) che possono essere utilizzate con browser Web, occhiali intelligenti e dispositivi mobili. Wikitude semplifica lo sviluppo di una varietà di esperienze AR offrendo strumenti come il riconoscimento delle immagini, l'AR basata sulla posizione e il rilevamento di oggetti.
• Unity: un noto motore di gioco che facilita anche la creazione di realtà aumentata. Gli sviluppatori possono progettare esperienze AR che funzionano su piattaforme desktop e mobili con l'aiuto di Unity. Unity è una potente piattaforma di creazione AR poiché offre funzionalità tra cui modellazione 3D, simulazione fisica e rendering audio e video.
• Maxst: una piattaforma per lo sviluppo di applicazioni di realtà aumentata, Maxst offre funzionalità tra cui l'identificazione di oggetti 3D, il tracciamento immediato e il riconoscimento delle immagini. Maxst consente agli sviluppatori di creare rapidamente e facilmente esperienze AR su entrambe le piattaforme Android e iOS.

Questi sono solo alcuni dei migliori strumenti di sviluppo AR attualmente accessibili. La migliore piattaforma da utilizzare dipenderà dalle particolari esigenze dell'applicazione AR che si sta creando.

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Conclusione :

Abbiamo scoperto attraverso questa realtà aumentata che la tecnologia consente la sovrapposizione di elementi virtuali su ambienti o oggetti del mondo reale. Utilizza una varietà di tecnologie, tra cui il riconoscimento degli oggetti, il tracciamento della profondità, lo SLAM e il tracciamento delle caratteristiche naturali, tra gli altri. Questo tutorial sulla realtà aumentata si è concentrato sull'introduzione dell'AR, delineandone i principi fondamentali, delineandone la tecnologia e discutendone le applicazioni. L'approccio ottimale per le persone interessate a integrare e creare AR è stata l'ultima cosa a cui abbiamo pensato.

Spero che questo tutorial ti abbia aiutato con la realtà aumentata: i dettagli completi . Se vuoi dire qualcosa, faccelo sapere attraverso le sezioni dei commenti. Se ti piace questo articolo, condividilo e segui WhatVwant su Facebook, Twitter e YouTube per ulteriori suggerimenti tecnici.

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Realtà aumentata – Domande frequenti