Мы уже рассмотрели средства фотореалистичной визуализации и увидели потенциальный переход к средам с дополнительным эффектом присутствия благодаря возрождению интереса к виртуальной реальности (Virtual Reality, VR). Многие считают, что невероятный ажиотаж вокруг технологий виртуальной реальности в итоге перейдет в сферу дополненной реальности (Augmented Reality, AR).
Специалистам в области проектирования и разработки, даже тем, кому уже знаком этот термин, стоит еще раз обратиться к основам. В то время как под виртуальной реальностью понимается процесс создания полностью цифрового мира, в который может погрузиться пользователь, отличие технологий дополненной реальности в том, что они совмещают реальный мир с виртуальными артефактами, объектами или данными.
О дополненной реальности, как и о виртуальной, говорят уже далеко не первый год, но основные шаги в этом направлении еще предстоит сделать. Отчасти это обусловлено тем, что практическое применение таких технологий было возможно только в узкоспециализированных областях, но основная причина в недоступности необходимого оборудования для большинства пользователей.
За последние годы ситуация изменилась. Распространение высокопроизводительных смартфонов с GPS-модулями, датчиками движения и камерами означает, что потребители привыкли к возможности наложения информации (в любой форме) на представление реального мира с помощью камеры устройства.
Хотя это базовая технология, которой во многом обусловлен быстрый рост рынка дополненной реальности, факты таковы, что для создания более интегрированной и реалистичной среды дополненной реальности дисплеи следует наложить непосредственно поверх наших лучших зрительных инструментов — глаз.
Большинство тех, кто связан с технологическими отраслями, знают о проекте Google Glass, в котором сочетаются дисплей с высоким разрешением и очки, похожие на обычные. Эту идею развили в ряде недавних проектов.
Корпорация Майкрософт вплотную занялась технологиями дополненной реальности и создала платформу HoloLens.
Это наголовные дисплеи, позволяющие не только накладывать информацию поверх представления реального мира пользователя, но также интегрировать захват движений, взаимодействие и действия.
Не только корпорация Майкрософт движется в этом направлении. Другие вендоры (см. ниже) также стараются выйти на этот рынок. И скажем прямо: дело не только в играх. Технологии дополненной реальности имеют огромный потенциал в профессиональной среде и больше всего в области разработки, проектирования и производства.
Гарнитуры дополненной реальности: лучшие решения
Microsoft Hololens
Hololens от корпорации Майкрософт — это, возможно, одно из самых ожидаемых устройств на рынке. У этого решения может быть огромный потенциал, учитывая репутацию компании, тесную интеграцию комплектов для разработчиков с Windows и массивного бюджета на его создание.
Вероятно, один из самых примечательных факторов, упущенный многими, в том, что платформа Hololens предназначена для автономного использования. Она оснащена всем необходимым и не требует дополнительных устройств.
Некоторые вендоры в области трехмерного проектирования вошли в число экспериментальных партнеров, а именно Autodesk, PTC, Trimble и Dassault Systèmes, причем к ним вскоре присоединятся и другие компании.
Osterhout Design Group (ODG) R-7
Хотя большую часть внимания уделяют платформе Hololens, к выходу на рынок готовится ряд других гарнитур с интересными решениями для дополненной реальности. Одна из таких гарнитур — R-7 от компании Osterhout Design Group. Она также оснащена всем необходимым, например, дисплеями с высоким разрешением для каждого глаза, и отличается более «индустриальным» дизайном.
Недавний совместный проект ODG и BMW Mini и получение инвестиций от 21st Century Fox определенно помогут компании стать известнее. Следует также обратить внимание на то, что первый продукт ODG основан на пакете SDK Vuforia от PTC, что говорит о серьезных намерениях компании.
Metavision Meta 2
Компания Metavision заручилась поддержкой крупных инвесторов и собирается выпустить второй комплект для разработчиков. Гарнитура выполнена в ожидаемом форм-факторе, но этот комплект для разработчиков отличается от Hololens и ODG R-7 тем, что ему требуется связанное устройство под управлением Windows 8 или 10.
Технические характеристики пока не определены, но благодаря дисплею с высоким разрешением и датчиками для отслеживания движений не только головы, но и рук, за разработкой этого решения определенно стоит следить.
Возможности технологий дополненной реальности в области разработки и проектирования
Потенциал технологий дополненной реальности в сфере разработки и проектирования колоссален. Как уже говорилось ранее, с помощью виртуальной реальности пользователи могут погружаться в полностью виртуальный мир, в то время как дополненная реальность позволяет работать в контексте реального мира. Хотя иногда в проектировании задействован лишь один объект, существует множество ситуаций, когда продукт должен взаимодействовать с окружающим миром и потенциальными пользователями.
Именно в этом случае дополненная реальность может принести немалую пользу. Пока что преимущественно используются физические прототипы, и так будет еще долгое время. Но во многих ситуациях цифровой продукт, показанный в конечном варианте его использования, может оказаться гораздо эффективнее.
Примером могут послужить решения, взаимодействующие с человеком или окружающими продуктами.
Возможность оценивать полномасштабный интерактивный прототип в контексте и взаимодействовать с ним, будь то промышленное оборудование, продукты архитектурного масштаба или модернизированные системы и продукты, открывает неограниченные возможности.
Интересно, что некоторые вендоры уже пробуют использовать дисплеи с поддержкой дополненной реальности и технологии ручного взаимодействия (то есть с помощью рук, а не контроллера). Совмещая подобные решения с подходящим оборудованием, мы можем открыть новые способы взаимодействия с геометрическими моделями и выполнять симуляции за пределами плоских дисплеев с высоким разрешением, чтобы достичь гораздо больших результатов.
Интегрированная аналитика и наложение данных
Еще одна область, в которой ожидается активное применение технологий дополненной реальности, — это наложение данных в среде производства продуктов и предоставления услуг. Например, в современных заводских цехах стараются внедрять электронные средства обработки и отображения данных, но эта тенденция ограничена существующими плоскими дисплеями.
С развитием технологий дополненной реальности возникает ряд возможностей коренным образом изменить этот процесс. Во-первых, сейчас есть технологии, которые позволяют накладывать сложные трехмерные инструкции, напрямую связанные с физическим объектом.
Представьте рабочего на линии сборки, следующего указаниям по сборке продукта, причем необходимые действия не просто показываются на гарнитуре, а отображаются непосредственно на наголовном дисплее вместе с дополнительной информацией. Требуется закрутить болт? На дисплее отображается необходимое крутящее усилие.
Хотя для развертывания технологий дополненной реальности требуются несложные компоненты, для их подготовки все равно нужны мощные вычислительные ресурсы.
PTC — один из вендоров, движущихся в этом направлении. Компания недавно приобрела технологии, связанные не только с виртуальной и дополненной реальностью (например, компанию Vuforia, специализирующуюся на решениях для дополненной реальности), но и инфраструктурой Интернета вещей под брендом ThingWorx. Это позволило ей начать выпускать продукты, с помощью которых конечный пользователь может самостоятельно создавать подобные решения без помощи консультантов.
Первая из таких платформ, Vuforia Enterprise Studio, уже переходит в стадию пилотного проекта и предназначена для гораздо более эффективного использования сложной трехмерной геометрии (один из камней преткновения для виртуальной и дополненной реальности).
Другие производители также не отстают: разрабатываются многофункциональные решения с удобными инструментами и системами датчиков в сочетании с эффективными средствами анализа и отображения информации, поступающей от оперативных сотрудников.
Возможность наложения этих данных поверх реального объекта прямо перед вами не только пригодится многим компаниям, но и будет способствовать широкому распространению этой технологии.
Заключение
Дополненная реальность во многом отличается от виртуальной. Ее суть в объединении реального и виртуального миров. В результате возможности этих технологий в области разработки, проектирования и производства отличаются. В то время как с помощью виртуальной реальности пользователи могут погружаться в полностью цифровой мир, дополненная реальность позволяет дополнять и расширять реальный мир с помощью цифровых данных. Именно благодаря возможности использования в контексте реального мира эта технология выглядит столь многообещающе.
С распространением подключенных устройств вскоре увеличится объем информации, которую мы сможем использовать как при проектировании, так и при эксплуатации. Появляются решения, с помощью которых пользователи могут собирать эти данные, анализировать и фильтровать их для получения ценных сведений, необходимых в той или иной ситуации. Многие считают, что технологии виртуальной реальности получат широчайшее распространение с появлением решений, позволяющих пользователям передавать эту информацию прямо на место проведения работ. Такие решения уже разрабатываются.
Но потенциал таких технологий крайне велик даже на более ранних этапах жизненного цикла продукта, при его разработке. Возможность исследовать продукт так, как если бы он уже был произведен, прямо на рабочем месте, может изменить отрасль кардинальным образом. Вполне удобно работать с плоскими рендерами промышленного предприятия или линии сборки, но только представьте возможность пройти по пустому цеху и увидеть эту линию в установленном и работающем состоянии. При этом можно сразу же вносить необходимые изменения.
Интересно, что при этом базовое требование к использованию точных и реалистичных трехмерных данных не исключается, а, напротив, становится основополагающим для всего решения.
Опыт и навыки, полученные за последние два десятилетия в области симуляции, рендеринга и визуализации продуктов, будут применяться и расширяться. И хотя гарнитуры дополненной реальности явно становятся самостоятельными и не требуют для использования связанных устройств, останется потребность в высокопроизводительных рабочих станциях Dell Precision, позволяющих создавать материалы для отображения и взаимодействия.
→ Dell SolidWorks eGuide
→ Dell Visualisation eGuide
Автор: Dell
