Дополненная и виртуальная реальность в умных городах: как это может быть

Репост интересного обзора Голографики дополненной и виртуальной реальности в сфере умных городов.

Дополненная и виртуальная реальность стали глобальными трендами, которые имеют влияние, сравнимое с влиянием интернета и смартфонов. Одна за другой компании и целые отрасли начинают использовать эти технологии для ускорения рабочих процессов и улучшения качества жизни. Особенно быстро новый сдвиг вычислительной парадигмы происходит в городах с глубоким проникновением мобильного интернета. Смартфоны на Android и iOS становятся ДР/ВР-терминалами, и, если вы и окружающие пользуетесь этими устройствами, в ближайшие годы вас ждут большие перемены во взаимодействии с цифровым миром. В то же время, благодаря Windows и платформе Windows Mixed Reality интерфейсы с погружением проникают в домашний компьютинг.

Технология дополненной реальности обогащает естественное окружение человека, делает его более ценным. Этот опыт прост, но оказывает мощное влияние — визуальное, контекстуальное, психофизическое. Виртуальная реальность, при сравнимой силе воздействия, полностью погружает человека в любое искусственное окружение. Вместе они способны глубоко погружать человека в данные, позволяя ему буквально ощущать их вокруг себя.

Сегодня мы поговорим о том, как изменятся города под действием новой технологической революции. Попробуем ответить на этот вопрос в форме предложений, адаптированных для современных российских реалий. Некоторые кейсы будут пересекаться, поскольку город является структурой со сложными зависимостями, где одна сфера неизбежно затрагивает другую. Именно из-за своей сложности он нуждается в лучшей визуализации (=лучшем понимании) процессов.

Дополненная реальность (ДР) — воспринимаемая органами чувств человека среда, в которой визуальная, аудиальная, тактильная, вкусовая или обонятельная информация от физических объектов и явлений дополнена привязанными к ним цифровыми данными, генерируемыми компьютером в реальном времени. Чаще всего под дополненной реальностью понимается среда, в которой на физические объекты в поле зрения человека наложена компьютерная графика в виде двухмерных и трёхмерных моделей, выделения объектов любым графическим способом или буквенно-цифровыми подписями. Дополненная реальность воспринимается с помощью технических средств, таких как смартфоны, смарт-очки, шлемы, наушники, проекционные системы.

Виртуальная реальность (ВР) — искусственная среда, воспринимаемая органами чувств человека, в которой визуальная, аудиальная, тактильная, вкусовая или обонятельная информация генерируется компьютером в реальном времени и заменяет информацию из материальной реальности. ВР обычно характеризуется визуальной или звуковой изоляцией пользователя от его реального окружения.

Интеллектуальная инфраструктура и интернет вещей

Растущая доступность широкополосного интернета наряду с развитием электроники помогают ускорить строительство глобальной сети взаимодействующих друг с другом устройств — интернета вещей. Дороги, энергетические сети, системы водоснабжения и канализации, общественные здания и сооружения, сети связи, автомобили и дома, холодильники, тостеры и стиральные машины становятся «умнее» каждый день, обмениваясь данными друг с другом, с аналитическими программами и с людьми-операторами.

В 2016 году зарегистрировано более 6,4 миллиарда подключённых к интернету устройств. В ближайшие годы их количество будет расти экспоненциально из-за того, что смарт-функции получают привычные, разработанные и широко внедрённые устройства, от розеток до автопоездов. Эта интеллектуальная инфраструктура и огромное количество создаваемых в режиме реального времени данных продвигают дополненную и виртуальную реальность в секторе управления крупными сложными объектами. Понятная и реалистичная визуализация протекающих в городе процессов с возможностью смотреть отдельные «слои» и масштабировать вид — ключ к переосмыслению инфраструктуры.

Это подтверждается инициативами в области смарт-городов в ЕС, Индии, Китае, США и Канаде — в этой стране, к примеру, проводят конкурс проектов Smart City Challenge 2017, вдохновившись Smart City Challenge 2016 в США.

Кейсы:

• отслеживание аварий в водо-, газо-, электропроводах, а также перемещения инженерных бригад;
• просмотр комплексной статистики в реальном времени на высокоиммерсивных трёхмерных моделях районов и городов;
• обслуживание инженерных систем с наложенными на них графическими инструкциями;
• планирование инженерной инфраструктуры по карте, отображаемой прямо на земле/здании;
• комплексное понимание процессов и взаимозависимостей через отображение всего интернета вещей на единой интерактивной трёхмерной карте.

Данные, данные, данные

Дополненная и виртуальная реальность очень ценны масштабному государственному сектору тем, что помогают наглядно визуализировать большое количество данных. К примеру, в начале 2017 года на бизнес в этой области стартап Virtualitics получил $3 миллиона. А крупнейшая в мире телекоммункационная компания AT&T уже показывает возможности, которые открывает сочетание ВР и интернета вещей в городе:

Эффект погружения способствует наилучшему восприятию, достижимому с помощью электронных устройств. Многоуровневые модели, сложные механизмы, статистические зависимости, а также моделирование в реальном времени, благодаря информации с датчиков на подключённых к интернету объектах и предметах — если вы хотите что-то показать, используйте для этого иммерсивные технологии. Их возможности вне конкуренции.

Сочетание интеллектуальной инфраструктуры, больших данных и трёхмерной картографии позволяет создавать удивительно подробные модели, которые полезны инженерам, чиновникам и активным жителям, желающим быть в курсе происходящего. Венец применения ДР и ВР в визуализации данных — единая многоуровневая масштабируемая трёхмерная модель города, которой можно пользоваться с тысячами разных целей. А эффективная система доступа к данным вместе с плановой фальсификацией позволят эффективно предотвращать угрозы со стороны террористов и других злоумышленников.

Кейсы:

• статистическая аналитика на основе подробных моделей и автоматического поиска зависимостей;
• интеграция активного населения в систему городского хозяйства;
• экономический анализ аварий и проведения сервисных работ;
• эффективное (превентивное — до обращения жителей) ведение сервисных работ;
• анализ поведения толпы на мероприятиях с помощью системы видеонаблюдения, распределение потоков отдыхающих;
• мгновенная визуализация данных в реальном времени для полиции, пожарных и других экстренных служб.

Планирование и гражданская активность

Планирование города — это задача и властей, и жителей. Благоустройство дворов и улиц необходимо производить при постоянном согласовании с гражданами: проводить голосования, совершенствовать планы до учёта потребностей всех социально значимых групп населения, учитывать мнение тех, кому предстоит жить в новых условиях. Как сделать, чтобы люди поняли и приняли грядущие изменения? Нужно показать их наиболее естественным образом.

Представьте себе, что ваш двор участвует в программе по благоустройству: выделяются деньги, есть подрядные организации, но самое главное — правильно спланировать работы, добиться их принятия соседями и обслуживающими организациями.

В любой администрации есть инженерные чертежи дворов, по которым можно узнать, где пролегают трубы, проходят силовые кабели, газ, где (должны быть) расположены канализационные люки, дороги, газоны и детские площадки. Всё это строго регламентировано и не должно наезжать друг на друга хотя бы по самой простой причине: если произойдёт авария, при её ликвидации могут пострадать люди и архитектура. Однако быстро понять такие чертежи могут не все. Захочет это сделать ещё меньше людей. А пятая-шестая часть жителей — не тот процент, который нужен при голосовании.

Выход в правильной подаче данных. С дополненной реальностью вы сможете скачать приложение на смартфон, выйти во двор и через экран гаджета увидеть наложенные на реальность виртуальные объекты там, где они должны появиться. А в виртуальной реальности сможете ходить среди них, ощущая расстояния и габариты.

Эти технологии созданы для архитектурного и ландшафтного планирования и обеспечат обоснованную обратную связь от целевой аудитории. Более того, ничто не мешает править модель в графическом редакторе, вроде Paint 3D, который предустановлен на всех компьютерах с Windows 10. Вносить предложения по благоустройству никогда не было так интересно.

Кейсы:

• совместная работа с гражданами над проектами благоустройства;
• организация голосований, проектных конкурсов;
• программное обеспечение по визуализации инфраструктуры для представителей районов, микрорайонов, домов;
• навигация по инженерным коммуникациям для лучшего понимания ограничений и возможностей проектов благоустройства (разные уровни доступа для администраций и жителей);
• трёхмерная карта города в виртуальной реальности, в которой граждане могут знакомиться с городом, сравнивать условия жизни в различный районах, интересоваться местной инфраструктурой, вносить жалобы и предложения, уточняя на картах реальное положение дел (совместимость с сервисами панорамного картографирования, такими как Яндекс.Панорамы).

Сервис и безопасность

Каждую лампочку на фонарном столбе, каждый мусорный бак и клумбу в умном городе можно оборудовать миниатюрными и дешёвыми датчиками для замера того или иного параметра внутренней целостности или окружающей среды. Подключённые к интернету, они будут сигнализировать в единую цифровую систему о значимых событиях. Обслуживающий персонал, вооружённый смартфонами, планшетами или очками дополненной реальности, сможет видеть статус любого муниципального объекта в городе, приступая к работе самостоятельно (и закрывая запрос прямо из приложения) или создавая заявку на выезд профильного инженера.

Виртуальная реальность позволит оператору «Водоканала», «Горгаза» или полиции следить за положением дел в реальном времени, полностью погружаясь в трёхмерный план. Это идеальный способ сосредоточиться на деле и контролировать большую территорию с возможностью масштабирования области внимания.

Кейсы:

• мгновенное информирование полевых инженеров о поломках;
• сверхточный визуально-картографический поиск сигнализирующих о неполадках устройств;
• организация рабочего места аварийного оператора при помощи виртуальной реальности;
• координирование служб через глобальный визуальный интерфейс.

Культура и туризм

Это два сектора, в которых с особенной силой проявляются творческий и финансовый потенциалы иммерсивных технологий.

Из музеев со всего мира постоянно приходят известия о внедрении дополненной реальности для оживления картин, справок об экспозициях, навигации по крупным выставочным центрам, подобным Эрмитажу или Лувру.

Одним из самых интересных музейных опытов с технологией виртуальной реальности является метамузей Artheon, в котором собраны тысячи оцифрованных произведений искусства из нью-йоркского Метрополитен-музея, амстердамского Рейксмюсеум и с сайта Artsy.net. Стоит отметить, что это не замена настоящему путешествию, а скорее приглашение увидеть всё своими глазами.

Об интересе к подобным приложениям со стороны туристов уже не спорят. Власти городов мира наперебой внедряют различные решения для маршрутизации туристических потоков: проводят по улицам линии, организовывают экскурсии, составляют карты. А тем временем технологии плавно подготовились к тому, что турист поднимет смартфон и увидит перед собой маршрут со всеми пояснениями. Это работает именно так — просто и интуитивно.

В туризме особое место занимает вопрос демонстрации мест назначения, будь то номера в отелях Турции или парки в Нижнем Новгороде. Каждый турист желает знать, хорошо ли ему будет в месте, в которое он отправляется. Отели и турфирмы организуют 360-градусные съёмки богатых отельных холлов, номеров и живописных побережий — это помогает клиенту принять решение о покупке. Стоит упомянуть и риэлторов, самые богатые из которых готовы заказывать такие съёмки, а также создавать компьютерные трёхмерные модели объектов, в цене которых теряются затраты на оцифровку.

Кейсы:

• популяризация достопримечательностей, культурных объектов любого рода;
• стимулирование людей к посещению музеев, отелей, курортов;
• повышение эффективности услуг по продаже и аренде недвижимости;
• поддержка туризма в целых регионах;
• управление туристическими потоками.

Образование

У России богатая, долгая история, сотканная из истории её городов. Воссоздавая прошлое с помощью передовых технологий, мы делаем пользователей ближе к родным местам, помогаем им осознать важность окружения и принять участие в его развитии.

Навигационные приложения с режимами дополненной реальности могут рассказывать не только о закусочных поблизости: они способны давать исторические справки на основе местоположения человека, показывая статьи из энциклопедий, картинки и сложные трёхмерные модели старых зданий поверх новых. Визуализация может быть интерактивной и очень реалистичной, глубоко проработанной. И такой проект в приемлемом качестве потянет только государство при поддержке бизнеса — в том числе для монетизации через рекламу.

Исторический режим в картах — например, от Яндекса — может обрести популярность. Добавьте к этому реконструкции исторических событий с помощью дополненной и виртуальной реальности, а также реконструкции исторических мест для ВР-шлемов, и ваш умный город заживёт новой интеллектуальной жизнью.

В умном городе в образовательных целях можно использовать не только историю. Столь же интересно жителям и гостям будет наблюдать за протекающими в реальном времени процессами. Визуализация данных с различных групп объектов заинтересует инженеров, журналистов, социологов, маркетологов, управленцев, полицейских — как состоявшихся, так и тех, кто лишь выбирает профессию.

Кейсы:

• реконструкции исторических мест и событий;
• историческая навигация;
• углублённая интеграция жителей городов в окружение через образовательные геолокационные игры;
• внедрение исторических режимов в навигационные карты для их рекламы;
• использование единой информационной системы для эффективного обучения жителей города — естественная визуализация позволяет учить, не упрощая модели для понимания.

Развлечения

Технологии дополненной и виртуальной реальности универсальны, но захватывают умы людей именно через игры. Если у вас есть смартфон с Pokémon Go, вы легко освоите приложение для сканирования города по любому вопросу; если у вас есть шлем виртуальной реальности, то и на работе с ним проблем не будет. Но сценарии использования этих двух технологий для развлечений в городе очень разные.

C 2010 года компания Niantic под контролем Google приступила к сбору данных о городах мира в игровой форме. Так появилась игра Ingress. Спустя несколько лет её дело продолжила Pokémon Go, благодаря которой люди снова поверили в дополненную реальность после нескольких лет в пропасти разочарования. Пользователи ходят по улицам и получают удовольствие, привыкая к картам Google, уточняя поиск Google и генерируя прибыль Google — замечательная схема, в которой хорошо всем.

Геолокационные игры с дополненной реальностью до сих пор были экспериментами, но в течение нескольких лет превратятся в игры от частных разработчиков, брендов, городов и национальные развлечения для целых государств. Через игровые механики они решают массу проблем, таких как децентрализация интересов населения, привлечение внимания к окружающим пространствам и проблемам, сбор данных, локальное общение. Такие игры могут иметь любую тему и задачу, но механизм общий — мобильное устройство с камерой и приложение. Хотя есть интересные исключения, такие как парки виртуальной реальности The Void, ARena Space, локации ANVIO VR.

Виртуальная реальность возрождает подзабытые в эпоху ПК и консолей развлечения: компьютерные клубы и тематические парки развлечений. Эти форматы обрели второе дыхание из-за дороговизны и сложности потребительских ВР-устройств. Когда вы приходите в парк с аттракционами, не нужно отдавать 60 000 рублей за Vive и столько же за компьютер к нему — вы просто платите небольшую сумму за разовое посещение. Более того, для абсолютного большинства людей домашние системы не окупятся в сравнении с посещением парка потому, что люди не будут часто пользоваться шлемами из-за нехватки контента. А количество специальных локаций в крупных городах России за ближайшие два-три года заметно вырастет, они станут лучше и обретут более разумные ценники.

Кейсы:

• клубы, парки виртуальных развлечений; геолокационные игры;
• оживление пространств, живопись и архитектура в дополненной реальности;
• выражение гражданской позиции в нерегламентируемом, но привязанном к реальности пространстве;
• киберспортивные соревнования в виртуальной реальности.

За развитием нашей отрасли крайне интересно наблюдать, поскольку она отразится на жизнях миллиардов людей. Перечисленные возможности — лишь тень того, что предлагают технологии визуализации, которые станут мейнстримом в двадцатых годах XXI века. Здесь, как водится, есть место предложениям. Станет ли ваша идея нашим общим будущим? Расскажите о ней в комментариях.

Автор: Павел Абдурахимов

Источник