Системы дополненной реальности: Как работает технология дополненной реальности AR, описание, примеры приложений

Как работает технология дополненной реальности AR, описание, примеры приложений

Дополненная реальность – одна из многих технологий взаимодействия человека и компьютера. Ее специфика заключается в том, что она программным образом визуально совмещает два изначально независимых пространства: мир реальных объектов вокруг нас и виртуальный мир, воссозданный на компьютере.

Новая виртуальная среда образуется путем наложения запрограммированных виртуальных объектов поверх видеосигнала с камеры, и становится интерактивной путем использования специальных маркеров.

Дополненная реальность уже много лет используется в медицине, в рекламной отрасли, в военных технологиях, в играх, для мониторинга объектов и в мобильных устройствах.

Основа технологии дополненной реальности – это система оптического трекинга.

Это значит, что «глазами» системы становится камера, а «руками» — маркеры. Камера распознает маркеры в реальном мире, «переносит» их в виртуальную среду, накладывает один слой реальности на другой и таким образом создает мир дополненной реальности.

Существуют три основных направления в развитии этой технологии:

Стараясь исключить технологические риски и обойти проблемные моменты, при разработке прототипа программного комплекса, мы остановили свой выбор на надежной и проверенной маркерной технологии дополненной реальности.

Так же, использование маркерной технологии имеет дополнительные преимущества в плане внедрения в методическую часть наглядных печатных материалов, используемых в общеобразовательных учреждениях при изучении конкретной темы и проведении практических работ по ней.

Живая полиграфия с AR

Промо-приложение и брендирование сок «Добрый»

Раскраски с дополненной реальностью

Funreality – Платформа дополненной реальности

Селфи-маски в дополненной реальности

Визуализация скрытых объектов

Складской учёт с дополненной реальностью

AR инструкция

Виртуальный тренажер

Маркерная AR навигация внутри помещений

Архитектурная визуализация

Игра-квест «Монте-Кристо» AR

---

Заказать разработку приложения

Технология дополненной реальности это, в основе своей, программное обеспечение. То есть это специальные математические алгоритмы, которые связывают камеру, метки и компьютер в единую интерактивную систему.

Основная задача системы – определить трехмерное положение реальной метки по ее снимку, полученному с помощью камеры. Процесс распознавания происходит поэтапно. Сначала снимается изображение с камеры. Затем программа распознает пятна на каждом кадре видео в поисках заданного шаблона – рамки метки. Поскольку видео передается в формате 2D, то и найденная на кадре рамка метки определяется как 2D контур. Как только камера «находит» в окружающем пространстве рамку, ее следующая задача – определить, что именно изображено внутри рамки. Как только сделан последний шаг, задача системы – построить виртуальную 3D модель в двухмерной системе координат изображения камеры. И привязать ее к метке.

После этого, как бы мы ни передвигали метку в реальном пространстве, виртуальная 3D модель на ней будет точно следовать за движением метки.

К сожалению, маркерная технология, как и  любая другая технология, имеет ряд возможных проблем в работе с метками. Бывает, что при движении метки объект может «соскочить» с нее или вовсе исчезнуть с экрана. Это означает, что камера просто перестала «видеть» метку. Есть пять основных причин для этого.

Первое, в чем может заключаться проблема, это освещение. Затемненная зона, слишком яркое направленное освещение, лампа дневного света, светочувствительность камеры, — все эти параметры напрямую влияют на уровень распознавания метки.

Вторая проблема – это расположение реальной метки в пространстве по отношению к камере. Поскольку камера должна четко и целиком видеть рамку метки, она не сможет распознать ее, если метка будет под наклоном или если область рамки будет закрыта, например, рукой.

Еще одна причина – слишком быстрое перемещение метки из стороны в сторону. Большинство любительских камер просто не успевает отследить ее перемещения по частоте кадров в секунду и «теряет» метку вместе с моделью.

Если первые две сложности легко устранить, просто следуя инструкции по применению, то есть и третья, более серьезная проблема. Она связана с калибровкой камеры. Калибровка нужна, чтобы построить модель реальной камеры в компьютерном пространстве.

Для того чтобы добавить перспективу и глубину в 2D картинку, которая отображается с камеры на экран, нужно определить параметры перспективной проекции для камеры. Это можно сделать в домашних условиях, используя «шахматную доску» и специальное программное обеспечение.

Еще одна проблема, которая часто относится к web-камерам, — это низкое разрешение камеры. Любительская оптика, тем более встроенные камеры на ноутбуках, как правило, не обладают хорошими объективами с высоким разрешением. Поэтому они дают больше нелинейных искажений и проблем в работе с метками дополненной реальности. Например, если метка будет находиться слишком далеко от камеры или на границе ее видимости, то последняя ее просто «не увидит». Этот вопрос решается покупкой камеры с более высоким разрешением и ее последующей калибровкой.

И последняя проблема – это программное обеспечение. Некоторые алгоритмы распознавания могут иметь ошибки и давать погрешности во время распознавания рамки и «чтения» картинки метки. В этом случае модели могут отображаться некорректно (например, на метке с совой может появиться совсем другой объект) или вовсе исчезать с экрана.

Аппаратная часть, для реализации базовых функций технологии дополненной реальности должна решать 3 основных задачи: получать видеопоток хорошего качества, иметь возможность обработать данный видеопоток и дополнить слоем с виртуальными объектами и, конечно же, вывести обработанные данные на устройства вывода для восприятия конечным пользователем.

AR — Дополненная Реальность (статья плюс ролик) / Хабр

По-настоящему широкая публика столкнулась с ней, когда Гугл захотел повесить нам на нос свои умные очки. После пришла эпоха смешных масок, которые делали из нас котиков, зайчиков и Леонардо Ди Каприо. Затем покемоны захватили обе реальности и заставили наматывать километры. А недавно Эппл показала ARKit, а Гугл — ARCore, и значит нас вот-вот накроет новая волна игр и приложений с применением дополненной реальности, возможности которой гораздо шире и полезнее для общества, чем ловля слоупоков.

Это популяризаторская статья. В ней нет подробного описания технической стороны, зато есть история развития ЭйАр, ссылки на упоминающиеся разработки и множество интересных иллюстраций.

Очень много картинок!

Что такое ЭйАр

Дополненная реальность — это среда, в реальном времени дополняющая физический мир, каким мы его видим, цифровыми данными с помощью каких-либо устройств — планшетов, смартфонов или других, и программной части. Например, Google Glass или шлем Железного Человека. Системы прицеливания в современных боевых самолетах — это тоже дополненная реальность.

Дополненную реальность (augmented reality, AR) надо отличать от виртуальной (virtual reality, VR) и смешанной (mixed reality, MR).

В дополненной реальности виртуальные объекты проецируются на реальное окружение.

Виртуальная реальность — это созданный техническими средствами мир, передаваемый человеку через (пока что) органы чувств.

Смешанная или гибридная реальность объединяет оба подхода.

То есть, виртуальная реальность создает свой мир, куда может погрузиться человек, а дополненная добавляет виртуальные элементы в мир реальный. Выходит, что ВиАр взаимодействует лишь с пользователями, а ЭйАр — со всем внешним миром.

История ЭйАр

Как многие другие интересные исследования, история манипуляций с реальностью начинается в научной фантастике. Автор «Волшебника страны Оз» Лайман Фрэнк Баум в романе «Главный ключ» описал некое устройство, способное помечать в режиме реального времени людей буквами, указывающими на их характер и уровень интеллекта. Примитивные инструменты дополнения реальности были известны задолго до того: это и маски, которые надевали римские лучники, чтобы лучше целиться, и подзорные трубы с нанесенными метками расстояний и так далее.

Но история дополненной реальности, какой мы ее знаем сейчас, берет начало из разработок, касающихся ВиАр. Отцом виртуальной реальности считается Мортон Хейлиг. Он получил это звание за исследования и изобретения, сделанные в 1950-х и 60-х годах. 28 августа 1962 года он запатентовал симулятор Sensorama. Сам Хейлиг еще называл его театром погружения.

Патент описывает виртуальную технологию, в которой визуальные образы дополняются движениями воздуха и вибрацией. Обоснование ее существования давалось такое:

«Сегодня постоянно растет спрос на методы обучения и тренировки людей таким способом, чтобы исключить риски и опасность реальных ситуаций»

Это было устройство ранней версии виртуальной реальности, а не дополненной, но именно оно дало толчок к развитию обоих направлений. Хейлиг даже изобрел специальную 3Д-камеру, чтобы снимать фильмы для Сенсорамы.

А вот в 1968-м году компьютерный специалист и профессор Гарварда Айван Сазерленд со своим студентом Бобом Спрауллом разработали устройство, получившее название «Дамоклов Меч». И это была первая система уже именно дополненной реальности на основе головного дисплея.

Очки были настолько тяжелыми, что их пришлось крепить к потолку. Конструкция угрожающе нависала над испытуемым, отсюда и название. В очки со стереоскопическим дисплеем транслировалась простая картинка с компьютера. Перспектива наблюдения за объектами менялась в зависимости от движений головы пользователя, поэтому понадобился механизм, позволяющий отслеживать направление взгляда. Для того времени это был фантастический прорыв.

Следующим шагом было создание Майроном Крюгером лаборатории с искусственной реальностью Videoplace в 1974-м году.

Его основной целью было избавить пользователей от необходимости надевать специальные шлемы, очки и прочие приспособления для взаимодействия с искусственной реальностью. В Видеоплейсе использовались проекторы, видеокамеры и другое оборудование. Люди, находясь в разных комнатах, могли взаимодействовать друг с другом. Их движения записывались на видео, анализировались и переводились в силуэты искусственной реальности. Пользователи видели, как их силуэты взаимодействуют с объектами на экране и это создавало впечатление, что они часть искусственной реальности. Хотя правильнее было бы назвать это проектом интерактивного окружения.

Спустя четыре года, в 1978-м, Стив Манн придумал первое приспособление для ЭйАр, которое не было прикручено к потолку. В EyeTap использовалась камера и дисплей, дополняющий среду в режиме реального времени. Это изобретение стало основой для будущих проектов, но массово не использовалось.

Первое массовое использование дополненной реальности стало возможно благодаря Дену Рейтону, который в 1982-м году использовал радар и камеры в космосе для того, чтобы показать движение воздушных масс, циклонов и ветров в телепрогнозах погоды. Там ЭйАр до сих пор используется таким образом.

В 90-е поиск новых способов использования продолжился, а ученый Том Коделл впервые предложил термин «дополненная реальность». Перед ним и его коллегой поставили задачу: снизить затраты на дорогие диаграммы, которые использовали для разметки заводских зон по сборке самолетов Боинг. И решением стала замена фанерных знаков с обозначениями на специальные шлемы, которые отображали информацию для инженеров. Это позволило не переписывать обозначения каждый раз вручную, а просто изменять их в компьютерной программе.

Дальше развитие происходило стремительно. Скачок, сделанный в производстве микропроцессоров, и, как следствие, во всем технологическим секторе, позволил сильно ускорить работы.

В 1993-м году в университете штата Колумбия Стив Файнер представил систему KARMA (Knowledge-based Augmented Reality for Maintenance Assistance, переводится примерно как «Интерактивный помощник по обслуживанию»), позволявшую через шлем виртуальной реальности увидеть интерактивную инструкцию по обслуживанию принтера.

А вот в 95-м Джун Рекимото собрал Navicam — прототип мобильного устройства дополненной реальности, какой ее сейчас знают пользователи смартфонов. Навикам представлял собой переносной дисплей с закрепленной на обратной стороне камерой, чей видеопоток обрабатывался компьютером и, при обнаружении цветной метки, выводил на экран информацию об объекте.

В 96-м году Джуном Рекимото и Южди Аятцука был разработан Матричный Метод (или КиберКод). Он описывает реальные и виртуальные объекты с помощью плоских меток наподобие QR-кодов. Это позволяло вписывать виртуальные вещи в реальный мир, просто перенося метки. Например, положить на пол листок с кодом, навестись на комнату камерой — и вот у вас в комнате стоит динозавр.

В 98-м году НФЛ впервые использовала дополненную реальность, разработанную компанией Sport Vision, в прямой трансляции спортивных игр. Во время матчей на картинку с камеры, обзорно показывающей игровое поле, добавлялись технические линии и информация о счете. О «волшебной желтой линии» есть старый сюжет.

В 99-м НАСА применила систему дополненной реальности в приборной панели космического аппарата Икс-38, который научился отображать объекты на земле вне зависимости от погодных условий и реальной видимости.

И в том же году Хироказу Като создал открытую библиотеку для написания приложений с ЭйАр-функционалом ARToolKit (еще на Гитхабе). В ней использовалась система распознавания положения и ориентации камеры в реальном времени. Это позволяло стыковать картинку реальной и виртуальной камер, что давало возможность ровно накладывать слой компьютерной графики на маркеры реального мира.

Можно сказать, что с релизом первой версии этой библиотеки начался современный этап активного развития дополненной реальности.

Как работает дополненная реальность

Если откинуть совсем уж древние реализации, то ЭйАр — это распознавание образов и отслеживание маркеров.

С распознаванием образов все более-менее понятно. Если приложение должно распознавать стол, то достаточно загрузить на сервер библиотеку фотографий столов, обозначить общую структуру, цвет, произвольные параметры и присвоить этому набору данных определенное действие при обнаружении на картинке.

Вторая часть — это отслеживание маркеров. Маркерами могут выступать как специально напечатанные изображения, так и любые объекты.

Обложку журнала приложение распозна́ет по простой форме с прямыми углами и конкретному рисунку, и будет отслеживать ее положение в пространстве, отмечая смещение относительно фона. В этом случае сама обложка и есть маркер.

Со специальными маркерами все обстоит еще проще. Допустим, мы хотим примерить автомобилю новые диски. Для этого нам достаточно наклеить на диски QR-метки и система автоматически поймет, что именно в этих местах следует вставлять в картинку изображение новых колес. Еще один пример: мы кладем метку на пол и приложение понимает, что эта плоскость и есть пол, и разместит на нем произвольные объекты.

Но маркеры везде не налепишь, а сделать уникальный маркер под каждую ситуацию и унифицировать всю систему слишком сложно.

Здесь на выручку приходит SLAM — метод Одновременной Локализации и Построения Карты, используемый для построения карты в неизвестном пространстве с одновременным контролем текущего местоположения и пройденного пути.

Звучит сложно. В упрощённом виде, Слэм — это способ распознавания окружения и местоположения камеры, путем разложения картинки на геометрические объекты и линии. После чего каждой отдельной форме система присваивает точку (или много-много точек), фиксируя их расположение в пространственных координатах на последовательных кадрах видеопотока. Таким образом, условное здание раскладывается на плоскости стен, окна, грани и прочие выделяющиеся элементы. А условная комната — на плоскости (пол, потолок, стены) и объекты внутри. Благодаря тому, что алгоритм позволяет запоминать положение точек в пространстве, вернувшись в эту же комнату из другой вы увидите точки на тех же местах, где они и находились ранее.

Особенно сильный толчок этот метод получил после того как производители смартфонов начали встраивать дополнительные камеры для расчета глубины резкости в свои аппараты.

Не стоит думать, что Слэм — это продвинутая версия обычного распознавания образов и отслеживания маркеров. Скорее, это инструмент, который намного лучше подходит для ориентации систем дополненной реальности в пространстве. Он дает приложению понять, где находится пользователь. Но намного хуже подходит для опознания, например, медведя на картинке.

Для максимальной эффективности оба подхода объединяют для конкретной задачи. Что приводит нас к современной ситуации.

Настоящее: от очков к телефонам

В самом начале развития ЭйАр было понятно, что ее успех будет зависеть от того, насколько удобно будет нашим глазам.

Еще в 1984-м году в фильме «Терминатор» Джеймса Кэмерона была визуализирована концепция дополненной реальности и компьютерного зрения. Но Кэмерон сильно опередил время, т. к. встроить ЭйАр прямо в глаз в те годы не представлялось возможным даже в смелых фантазиях. Идеалом виделись форм-факторы контактных линз или очков. Первое и сейчас лишь на стадии концептов, а вот по мере удешевления и появления более тонких производственных процессов форма очков становилась все ближе. С годами к ней окончательно прилип и второй вариант реализации: с помощью ставших вездесущими смартфонов.

Самым громким событием дополненной реальности последних лет стали вышедшие в 2013-м году очки Google Glass, с которыми есть небольшая путаница. Несмотря на то, что именно они многим первыми приходят на ум, когда речь заходит о дополненной реальности, к таковой эти очки отношения почти не имели. Виртуальная среда практически не взаимодействовала с реальной. Разве что навигацию можно причислить к ЭйАр-контенту, но и она была реализована в стиле карт для телефона, а не каких-нибудь висящих над дорогой стрелок.

Зато очки умели делать фото и снимать видео по команде, с автоматической отправкой в облако. Этот не ставший массовым эксперимент все же сделал свое дело: запустил волну, дав понять другим компаниям, что можно всерьез приниматься за разработку устройств дополненной реальности для масс.

Эстафету тут же приняла Майкрософт, через пару лет завуалированно анонсировавшая (а в 2016-м и представившая) очки смешанной реальности Hololens. Правда, только для разработчиков и журналистов. Продукт сложный, его до сих пор разрабатывают. Но в интернете много восторженных обзоров, где люди делятся своим опытом взаимодействия с виртуальной средой.

Хололенс не требуют подключения к другому ПК или телефону. У очков четыре камеры, с помощью которых они анализируют комнату и совмещают виртуальные объекты с реальным миром.

Очки позволяют практически полноценно работать с Windows 10, причем, название «Виндоус» обретает новый смысл: окна системы легко вешаются на стены на манер, собственно, окон. Очки запоминают помещение, поэтому, когда пользователь возвращается в ту же самую комнату, все окна приложений и прочие элементы смешанной реальности ждут его на своих местах.

Сейчас существует около десятка наиболее перспективных разработчиков и продуктов для дополненной реальности в форм-факторе очков: Vuzix, Sony, ODG, Solos.

Но один производитель подобрался наиболее близко к тому, что может быть не только технологично, но и удобно. Это — компания Magic Leap.

Первое концепт-видео

Запустившись в 2010-м году в атмосфере абсолютной секретности, она уже через пару лет собрала инвестиций более чем на полмилллиарда долларов от таких гигантов как Гугл и Куалком. Никто за пределами узкого круга инвесторов не знал, чем эта компания привлекла такое внимание и что у нее за продукт.

Но информация все-таки просочилась. А позднее было официально объявлено: компания работает над продвинутой версией очков дополненной реальности, которые на голову сильнее Гугл Гласс и Хололенс. И, в отличие от других производителей, в Мэджик Лип равное внимание уделяют как железу, так и ПО и интерфейсам. Несмотря на то, что компанию больше интересует индустрия развлечений, чем прикладное применение, на сегодняшний день она является лидером в удобстве пользовательских интерфейсов.

Но пока ЭйАр в основном встречается в телефонах. Это удобство, готовая техническая база, широкая распространенность устройств и простота написания ПО.

Заточенные под фото для соцсетей приложения предлагают примерно одни и те же функции: маски и помещение персонажей в пространство. То есть — развлечения. Но все больше компаний понимают важность этой ниши и представляют более утилитарные приложения:

AirMeasure — виртуальная рулетка, способная определять расстояния и размеры в 3д-окружении;

Google Translate умеет переводить текст, который видит камера, в реальном времени;

Sun Seeker помогает увидеть траекторию солнца на местности в любой день года;

Google Sky Map помогает узнать, какие звезды сейчас видно на небе.

Именно в мобильном сегменте сейчас сконцентрированы самые интересные ЭйАр-стартапы для массового рынка:

YouAR
6D
Selerio
Ubiquity6 и другие.

А одной из наиболее инвестирующих в технологию компаний является Фейсбук, который обкатывает новые идеи на своей массивной пользовательской базе.

Развлечения

Главная мобильная сфера, где себя нашла Дополненная Реальность — это, конечно же, развлечения.

Вы наверняка играли в шутеры от первого лица. Но вы когда-нибудь задумывались, что отображение количества патронов, здоровья и аптечек — это тоже дополненная реальность, только для вашего персонажа?

В начале 2000-х вышел ЭйАр-порт легендарной игры Квейк. Он так и назывался: ARQuake.

В наше же время можно и самому стать героем шутера. Например, в игре Father.IO. Такие проекты появляются все чаще.

В 2014-м вышла игра Night Terrors, один из первых популярных ужастиков в дополненной реальности. Попробуйте его ночью в каком-нибудь подвале — не забудете.

В 2016-м студия Nyantic выпустила наследницу своей игры Ingress и самую главную ЭйАр-игру, вероятно, на много лет вперед: Pokemon Go. Дополненная реальность, геотрекинг и популярная вселенная — все сложилось настолько удачно, что Покемон Гоу скачали более ста миллионов человек. Игра быстро стала феноменом и начала собирать вокруг себя скандалы, в том числе в России. Покемон Гоу уникальна еще и тем, что заставила миллионы людей гулять на свежем воздухе.

Настольные игры получили новую форму благодаря технологии.

Такие компании как Лего и Дисней активно ведут разработку игр с использованием ЭйАр, а намерения к ним присоединиться выразили практически все крупные производители игрушек. Исследовательские группы уже занялись сбором данных о том, как маленькие дети взаимодействуют с играми и приложениями дополненной реальности, и каким образом это влияет на их восприятие реального мира. Возможно, в будущем самые интересные идеи по развитию технологии будут звучать от тех, для кого эта самая технология была просто частью детства.

Именно развлечения сегодня развивают исследовательскую базу дополненной реальности. А благодаря колоссальным объемам данных, добровольно передаваемых людьми компаниям-разработчикам, технология в связке с машинным обучением делают шаги в сторону более серьезных областей.

От развлечений к реальной жизни

Справочная информация, объявления и виртуальные указатели обязательно войдут в наше виртуальное пространство. Виртуальный экскурсовод проведет нас по развалинам замка, да еще и покажет сценку, как именно этот замок развалили, и каким он был до того. Ну а социальные функции, вроде фильтра по статусу «в активном поиске», помогут найти вторую половинку прямо в толпе.

Ну и реклама. Вот уж какая сфера спит и видит скорейшее внедрение дополненной реальности в повседневную жизнь. А свежесть и новизна формата обеспечат вау-эффект. ЭйАр появилась даже в печатных изданиях. Например, в выпуске Эсквайра 2009-го года нужно было отсканировать обложку, и тогда на ней оживал Роберт Дауни младший.

Еще раньше ЭйАр и печатные издания скрестила БМВ, выпустившая в нескольких немецких журналах рекламу модели MINI, которая на экране становилась трехмерной и позволяла себя рассматривать со всех сторон.

А обложки, к слову, есть не только у журналов и книг. Для того, чтобы с вами начала разговаривать этикетка бутылки, сегодня не нужно даже пить.

Коммерческие возможности дополненной реальности настолько обширны, что сложно очертить границы. Даже граффити не осталось в стороне от ЭйАр-технологий.

ЭйАр может использоваться для быстрой примерки в магазинах: идея зайти в мебельный и тут же на тестовом стенде собрать себе комнату с мебелью и бытовой техникой, пользуясь подсказками по сочетаемости, напрашивается сама собой.

Более интересную и полезную идею воплотил маркетинговый отдел Икеи еще в 2014-м. Примерить мебель из каталога прямо к интерьеру своей комнаты оказалось крайне заманчиво.

Вдохновляют возможности ЭйАр в сфере образования.

Образование

Технология может занять ту нишу, которая в научной фантастике отдана голограммам. Только голограммы будут еще не скоро, а устройства вроде Хололенса технически почти готовы. Перспектива увидеть в вузах, а после и школах, виртуальные интерактивные иллюстрации, которые можно рассмотреть со всех сторон, с которыми можно взаимодействовать и тут же видеть результат своих опытов, представляется прекрасным далёко из светлых фантазий о будущем. Обучение любым инженерным специальностям может стать куда более наглядным и легким для понимания.

Еще одна важная сфера — медицина.

Медицина

Тут прямо глаза разбегаются от возможностей. Кроме максимально наглядного обучения студентов медвузов, сразу представляется визуализация данных прямо на пациенте, вместо расставленных вокруг экранов. УЗИ станет максимально наглядным. Ну и будущая мама будет счастлива получить на телефон трехмерного ребеночка, которого будет с радостью крутить и рассматривать, выискивая сходство того с отцом и собой.

Но одно дело УЗИ, которое не требует оперативного вмешательства, и другое — опасные для жизни пациентов операции, где наглядность может помочь врачу быстрее реагировать и точнее работать.

Наглядную анатомию в дополненном пространстве демонстрирует HoloAnatomy для Хололенса, который как раз и про медицину, и про образование. А заодно — и одна из знаковых демок для майкрософтовского шлема.

Менее драматично, но не менее полезно — помощники для слепых и глухих, сообщающих первым о предметах и событиях вокруг и показывающие субтитры вторым.

Например, стартап Aira одновременно предлагает нейросетевого помощника, распознающего и проговаривающего всё, что видит камера очков, и живого сотрудника стартапа, что поможет сориентироваться по той же камере в особо сложной ситуации. Система привязана к приложению для смартфона. Пользователь по подписке получает очки с камерой и возможность транслировать изображение с них дежурящим сотрудникам поддержки. Но постоянно созваниваться с ними нет нужды: голосовой ассистент Аиры распознает тексты и образы, перекрывая множество повседневных городских задач. Логично, что по мере развития компьютерного зрения надстройка с живыми сотрудниками будет все менее актуальна, но сегодня это хороший компромисс из человеческих и компьютерных ресурсов.

Ну и: у кого бюджеты больше, чем у рекламщиков и игроделов? У военных.

Военные технологии

И если системы наведения в боевых истребителях, дронах и танках для армии — это сегодня дело обычное, т. к. именно из ранних систем дополненной реальности для летчиков и росли другие военные проекты в этой области. Например, продвинутые системы дополненной реальности для пехоты, которые будут внедряться уже через пару лет.

Официальная фантазия армии США

В американской армии уже сегодня используется система HUD 1.0: сильно усовершенствованный прибор ночного видения, который также выполняет функции тепловизора и проецирует в монокль на шлеме целеуказатель, показывающий куда попадет пуля при текущем положении ствола.

Облегченные полуаналоги таких систем уже более пяти лет доступны на рынке. Баллистический калькулятор от компании TrackingPoint, фактически заменяет снайперу, ну или любому желающему, напарника-споттера.

На очереди — HUD 3.0, который должен выйти в следующем году. Он будет иметь возможность накладывать на реальную картинку полностью цифровые слои местности, модели зданий, планы этажей, позиции врагов и даже самих врагов. А это уже заявка на удешевление военных учений. Военные игры обходятся государственным бюджетам в колоссальные суммы каждый год, а с помощью систем дополненной реальности солдаты смогут тренироваться с условным противником не покидая пределов базы.

Российская армия разрабатывает похожие системы для саперов.

Конечно, хотелось бы, чтобы технологии получали развитие не благодаря военным проектам и интересам, но если вспомнить историю, то многие изобретения находили широкое мирное применение, несмотря на военные корни и прошлое. Например, микроволновки, тефлон и интернет.

Будущее

Резюмируя, дополненная реальность — это не только игры и селфи с виртуальными масками. Это гигантское количество возможностей для коммерческого применения, новые горизонты в образовании, промышленности, медицине, строительстве, торговле и даже туризме. И дальше должно быть только интереснее.

Коммерческий рост ЭйАр поразителен. Ей, в отличие от виртуальной реальности, необязательно опираться на специализированное железо и громоздкие устройства. Технология прекрасно работает на самом массовом носимом девайсе — смартфоне.

Дополненная реальность уже меняет наше настоящее: виртуальные маски, охота за покемонами по городам и болотам, дети, стреляющие друг в друга не из деревяшек, а через экран телефона. Сейчас это уже реальность.

Следующий шаг — массовый выход ЭйАр из зоны развлечений и соцсетей в сектор информационной поддержки. Автопроизводители (пока лишь Хендай, БМВ и Ауди, но список растет) начинают выпускать приложения-дополнения к пользовательским инструкциям, помогающие владельцам наглядно изучить свой автомобиль. Все больше производителей техники начинают выпускать приложения для ремонтных мастерских, которые помогают мастерам ориентироваться во внутреннем устройстве сложных приборов. Амазон думает над тем, чтобы облегчить жизнь покупателям: понравились кеды на прохожем — навел на того телефон и тут же заказал себе такие же.

Сегодня мы с вами живем во время бурных исследований в отрасли. Даже у технологических гигантов нет ясной картины дальнейшего развития дополненной реальности. Это время непрерывного рождения идей, нахождения неожиданных способов применения и осознания всей мощи этой фантастической когда-то технологии — дополненной реальности.

Ролик

Эту статью об ЭйАр я подготовил для Хабра, но изначально мы делали ролик. В нем закадровый текст с техническими, историческими и просто красивыми иллюстрациями.

Дополненная реальность – Словарь-справочник по корпоративному обучению — СберУниверситет

Дополненная реальность (augmented reality, AR) — это среда, в реальном времени дополняющая физический мир, каким мы его видим, цифровыми данными с помощью различных устройств (планшетов, смартфонов и др.) и определенного программного обеспечения.

Отличие дополненной реальности от виртуальной реальности (virtual reality) в том, что дополненная реальность лишь добавляет отдельные элементы в уже существующий мир. Виртуальная реальность искусственно создает целый мир заново. ¹

Использование дополненной реальности в обучении

1. QR-коды: вставка QR-кодов со ссылками на мультимедийные материалы позволяет сделать печатные учебные материалы динамическими.

2. Конструирование и прототипирование: создание виртуальных объектов, встраиваемых в реальную обстановку.

3. Интерактивные инструкции: при наведении смартфона на инструкцию по пользованию оборудования на экране появляется динамическая видеоинформация.

4. Онлайн-консультирование: удаленный оператор видит глазами работника, надевшего AR-очки, и дает консультации (например, по работе с оборудованием).

5. Вывод информации (справочная информация, отчеты, статьи, графика) и расположение информации в порядке, удобном для изучения.

6. Коллаборативные пространства для совместного удаленного решения общих задач.

Юридически обязательное использование дополненной реальности

Технологии дополненной реальности широко применяются для обучения специалистов на производствах, сопряженных с высоким риском, водителей и машинистов, транспортных диспетчеров и т. п. Обучение с использованием дополненной и виртуальной реальности в некоторых случаях является единственным практически возможным способом обучения и юридически установлено в качестве обязательного. Например, Федеральные авиационные правила Российской Федерации (ФАП-128, п. 5.84) требуют, чтобы летчики гражданской авиации дважды в год проходили тренировку на авиационном тренажере с имитацией различных аварийных ситуаций. Аналогичные обязательные правила действуют в других странах — членах ИКАО.

Объем мирового рынка авиационных тренажеров и услуг по тренажерному обучению более $6 млрд в год.²

Дополненная реальность широко используется в наиболее передовых армиях мира для обучения тактике совместных действий подразделений. Во время учений противоборствующие стороны используют штатное боевое оружие, заряженное холостыми патронами. Датчики, установленные на оружии и на участниках учений, определяют, кто из участников был бы убит или ранен, если бы патроны были боевыми, и «выводят из игры» условно пораженных. Наиболее известная система — американская MILES, существуют аналогичные системы фирм Rheinmetall, SAAB, RUAG, Новосибирского приборостроительного завода.

---

Том Престон Коделл (Tom Preston Caudell) (р. 1952) — автор термина «дополненная реальность», заслуженный профессор факультета электротехники и вычислительной техники Университета Нью-Мексико. В 1980 году получил степень PhD в области физики и астрономии в Университете штата Аризона (Тусон), работал физиком в Центре искусственного интеллекта Хьюза в Малибу (Калифорния) и научным сотрудником в области исследований и технологий в компании Boeing в Сиэтле (Вашингтон).

---

Пример дополненной реальности в обучении

Дополненная реальность в корпоративном обучении

Сотрудники американской телекоммуникационной компании Verizon, устанавливающие коммуникации в нестандартных условиях, проходят обучение с использованием технологий дополненной реальности для отработки сложных рабочих ситуаций. Например, работая на высоте, сотрудники получают необходимые инструкции и рекомендации, которые выводятся на очки с функцией дополненной реальности. Это позволяет освободить руки работников и концентрироваться на поставленной задаче. В опросе, проведенном после прохождения обучения, 80% сотрудников отметили, что их производительность улучшилась. 75% указали на увеличение скорости выполнения задач, а 62% заявили о снижении числа ошибок.³

Дополненная реальность в школе

Narrator AR app использует технологию дополненной реальности для обучения детей письму, помогая в развлекательном формате улучшить мелкую моторику и когнитивные навыки. С помощью простых и интуитивно понятных элементов управления дети выбирают символы ракеты или единорога, которые на экране вырисовывают буквы волшебной пылью или в виде радуги. Для включения технологии AR необходимо создать на веб-сайте бесплатный шаблон и распечатать его. У каждого шаблона есть код, который достаточно ввести в приложении.⁴

Перспективные направления дополненной реальности

1. AR и VR в автомобиле
AR-устройство, которое проецирует на лобовое стекло автомобиля различные функции из мобильного телефона водителя: навигатор, почту, новости, мессенджеры, погоду, Skype и т. д.

2. Сокращение простоев устройств самообслуживания
С помощью мобильных телефонов при наведении на объект (например, двигатель автомобиля) становятся доступны функции демонстрации: замена масла, омывающей жидкости, аккумулятора и т. д

Источники

1. Хабр — «AR — Дополненная Реальность», 2018

2. Civil Aviation Flight Simulation & Simulation Training Market — ‘’Forecast 2015–2025’’, 2014

3. Association for Talent Development — ‘’ATD’s 2019 BEST Award Winners Revealed’’, 2019

4. Narrator AR — Handwriting app for kids

перспективы и будущее технологии дополненной реальности

Для начала поясним, что такое технология дополненной реальности (AR — augmented reality). Её часто путают с виртуальной реальностью (VR — virtual reality).

Понять разницу довольно просто. Виртуальная реальность состоит только из нереальных, созданных в программе объектов.

Надевая VR-шлем, вы полностью оказываетесь в искусственно созданном мире.

Дополненная реальность — это когда нереальные, виртуальные, объекты в восприятии пользователя становятся частью реальной окружающей картины мира.

Другими словами, когда человек видит что-то в AR, он видит что-то виртуальное в реальном мире. Дисплей показывает пользователю физический мир с добавленными виртуальными объектами. Например, маркер карты в интерфейсе камеры на телефоне — чтобы показать, в каком направлении двигаться пользователю. Уже существуют гарнитуры, которые фактически переносят приложение или игру в реальный мир. Более продвинутые AR-системы позволяют обрабатывать стены в доме пользователя, как если бы они были приложениями на экране компьютера.

От «Сенсорамы» к приложениям на iPhone

Разработкой технологии дополненной реальности исследователи занимаются не первый год. В 1961 году кинооператор Мортон Хайлиг представил иммерсивное мультисенсорное устройство, напоминающее своеобразную аркадную игру с вибрацией и воспроизведением стереофонических звуков. В следующем году Хайлиг получил патент на первый в мире виртуальный симулятор под названием «Сенсорама». Огромное устройство, внешне похожее на игровые автоматы 1980-х, позволяло зрителю впервые погрузиться в виртуальную реальность: например, прокатиться на мотоцикле по улицам Бруклина. Однако «Сенсорамой» не заинтересовались инвесторы и разработки пришлось свернуть.

Следующим этапом развития технологии принято считать 1974 год, когда компьютерный специалист Майрон Крюгер разработал лабораторию «искусственной реальности» под названием Videoplace. Она представляла из себя несколько связанных по сети комнат, в каждой из которых находился большой экран с расположенным позади него видеопроектором. Когда человек заходил в комнату, он видел на экране свое собственное изображение в виде примитивного силуэта, а также подобные силуэты людей в остальных комнатах. У всех «теней» можно было менять цвет или размер, а также присоединять к ним различные визуальные объекты.

Возможно, идеи Крюгера и его друзей побудили ученого Тома Кодэлла впервые предложить термин «дополненная реальность» в 1990 году. Работая в компании Boeing Computer Services в Сиэтле, он использовал словосочетание для обозначения цифрового дисплея на голове, используемого электриками самолетов, которые смешивали виртуальную графику с физической реальностью.

В 1992 году первая действующая AR-система начала использоваться военными ВВС США. Она получила название «Виртуальные светильники» и позволила создать новый метод обучения пилотов. С помощью наложения физически реальных объектов на 3D-виртуальные появился первый настоящий опыт дополненной реальности, обеспечивающий картинку, звук и прикосновение.

Примерно в то же время в университете штата Колумбия состоялась презентация системы KARMA («Помощник в дополненной реальности»), позволяющей через шлем виртуальной реальности увидеть интерактивную инструкцию по обслуживанию принтера.

Но до 1999 года дополненная реальность широко не использовалась, а многими учеными и исследователями даже не понималась. Для ее работы использовались сложные программные решения и громоздкое оборудование. Однако ситуация резко изменилась, когда японский профессор Хироказу Като из Института науки и технологий Нары выпустил уникальное программное обеспечение под названием ARToolKit. Оно позволило отслеживать видеозахват действий в реальном мире и объединить их с виртуальными объектами. Обеспечение могло быть связано с простым карманным устройством: например, камерой и подключением к интернету. Появление ARToolKit привело к тому, что теперь пользователи видели непосредственно сам процесс работы дополненной реальности.

Уже в 2000 году Брюс Томас из лаборатории Wearable Computer разработал первую мобильную игру для открытого пространства с системой дополненной реальности, названную ARQuake. Она позволила пользователю с прикрепленным цифровым дисплеем на голове повернуть голову и увидеть другие объекты виртуального мира. ARQuake с успехом презентовали на Международном симпозиуме по мобильным компьютерам.

AR по-прежнему имеет удивительный вау-фактор. Фото: Ronen Tivony/ZUMAPRESS.com

Несколько лет спустя в 2008 году первые AR-приложения были созданы для смартфонов, и люди по всему миру мир смогли впервые воспользоваться новейшей технологией. Первое приложение предназначалось для пользователей Android, и это позволило им использовать свои камеры, чтобы увидеть на экране различные объекты виртуальной реальности в 3D. Решение вскоре появилось и на iPhone, и запущено в качестве навигационного приложения, названного Wikitude Drive.

Шум из ничего или действительно полезная технология?

Хотя дополненная реальность в течение многих лет пытается попасть в технологический мейнстрим, многие из ее самых ярых сторонников начали задаваться вопросом, сможет ли она справиться с собственным потенциалом.

Многие исследователи считают, что на самом деле технология уже начала демонстрировать свою истинную ценность благодаря упрощению многих привычных для потребителей вещей. Например, уже существуют приложения по подбору причесок и одежды, широко используемые в индустрии красоты; в автомобильном секторе, где пользователи теперь могут использовать дополненную реальность, чтобы погрузиться в опыт вождения автомобиля, который они хотят приобрести.

Некоторые бренды, такие как Lego и Jurassic World, уже экспериментируют с технологией, и отмечают, что его потенциальное воздействие на аудиторию огромно.

Выйти за пределы вау-эффекта

AR по-прежнему имеет удивительный вау-фактор. Он идеально сработал с игрой Pokemon Go, в которой до сих пор миллионы игроков находят, захватывают и тренируют виртуальных существ, появляющихся на экране, будто они находятся в том же реальном месте, что и игрок.

Ведущие бренды и розничные торговцы, такие как Sephora, Nestlé и Jaguar Land Rover, продемонстрировали особое лидерство в этой области. Они экспериментировали с использованием AR для предоставления персональных консультаций, информации о происхождении товаров или дополнительных услуг для их продуктов, что привело к успешным, вдохновляющим кампаниям, которые выходят далеко за рамки обычных игр.

А, например, Ikea полностью интегрировала AR в свое приложение, с помощью которого позволяет пользователям проверить, как мебель может выглядеть в их домах. Кондитерская марка Cadbury использовала дополненную реальность, чтобы улучшить календарь с рождественскими подарками для своих потребителей. Любители шоколада могут использовать приложение Blippar для сканирования своего календаря и входа в «дополненный мир зимних чудес».

Интерес к AR продолжает расти в геометрической прогрессии. Теперь он подпитывается и искусственным интеллектом, который позволяет камерам «понимать» мир и накладывать на него цифровой контент. В сочетании с оборудованием, становящимся более мощным и легким, ближайшие годы будут ключевыми для развития дополненной реальности.

«Большой брат, большой плод и большой синий экран смерти»

Наиболее велик интерес к AR у крупнейших технологических гигантов — Google, Apple и Microsoft. Благодаря финансовым возможностям и штату разработчиков они находятся ближе всех к тому, чтобы создать по-настоящему массовые продукты с использованием дополненной реальности.

Умные очки дополненной реальности Google Glass были представлены относительно недавно — в 2012 году. После презентации были выпущены прототипы устройства для разработчиков, и начался долгий процесс тестирования продукта. Для широкой аудитории очки Google Glass стали доступны в мае 2014 года. Их цена на тот момент составляла 1500 долларов.

Несмотря на инновационность, через несколько лет стало понятно, что проект «умных очков» от Google провалился и продажи девайса пришлось свернуть. Причин этому несколько: скандалы с конфиденциальностью данных (по сформулированным Google условиям использования и политике конфиденциальности, звуки и изображения, которые записывает устройство Google Glass, не являются собственностью человека, носящего очки) и ценовое позиционирование, которое окончательно «убило» устройство. Однако Google продолжает разработки в сфере AR. В первую очередь, это касается платформы для вычислений дополненной реальности Project Tango. С его помощью разработчики планируют дать мобильным устройствам человеческое понимание пространства и движения.

Заслуги Apple в отрасли AR пока скромны, однако компания продолжает «держать руку на пульсе». Главное достижение компании — технология дополненной реальности ARKit, которая позволяет распознавать габариты реальных объектов и учитывать условия освещения, чтобы максимально достоверно интегрировать виртуальные объекты в реальную жизнь. Совместимая с iOS технология может стать самой массовой платформой дополненной реальности в мире, учитывая интерес к продуктам компании. В ответ на распространение ARKit эксперты ожидают дальнейшее продвижение очков смешанной реальности Microsoft HoloLens и технологии дополненной реальности Google Tango.

Microsoft также изо всех сил стремится к созданию дополненной реальности в качестве платформы для будущего мобильных технологий. В компании объединили виртуальные и дополненные миры для пользователей, создав, возможно, первое представление о смешанной реальности благодаря гарнитуре Microsoft HoloLens. От других устройств дополненной реальности они отличаются тем, что переняли у VR-шлемов возможность отслеживать мельчайшие движения головы пользователя. Процесс происходит при помощи обычного гироскопа и акселерометра и позволяет не только ускорить обработку данных в особых случаях, но и дополнить управление жестами.

Интерес к AR продолжает расти в геометрической прогрессии. Фото: globallookpress.com

Кроме того, Microsoft уже несколько лет продолжает разрабатывать платформу смешанной реальности Windows Mixed Reality, заявленную как часть операционной системы Windows 10. По данным разработчиков, она обеспечивает «голографический опыт» в смешанной реальности с совместимыми шлемами. Вероятно, в компании рассчитывают, что с развитием AR пользователям потребуется унифицирующий интерфейс и общая платформа.

Сферы применения AR

В образовании AR может быть использована для воссоздания исторических событий или чтения обычных книг в 3D-проекциях. Дополненная реальность чрезвычайно полезна для педагогов в условиях занятий в классе или во время презентаций и позволяет учащимся глубже понять определенную тему. Пример уже внедренных технологий — японское приложение New Horizon, которое с помощью встроенных камер смартфона показывает прямо в учебных книгах анимированных персонажей на нужных страницах.

Еще одна сфера применения AR — здравоохранение. Приложение ARnatomy уже помогает будущим врачам изучить реальную модель скелета, а зрительное приспособление VA-ST используется людьми со значительной потерей зрения. Оно создает наброски контуров лица собеседника.

Военные тоже интересуются технологией. Американская компания BAE Systems разработала шлем под названием Striker II, в котором вместо очков используется своеобразный козырек с дисплеем. На него проецируется изображение с камеры ночного видения, а аппарат способен отслеживать движения головы оператора. Так данные всегда располагаются в направлении взгляда пользователя.

Еще одна американская компания Matterport с помощью AR создает виртуальный рынок продажи недвижимости.

Но, естественно, главные драйверы AR, как и многих других технологий, — гиганты Apple, Google и Microsoft. Они активно инвестируют средства в AR, чтобы сделать технологию более эффективной и доступной для миллиардов пользователей смартфонов.

В одном из интервью главный исполнительный директор Apple Тим Кук заявил: «AR будет так же важен, как прием пищи три раза в день». А недавно и Facebook обнародовал планы работы с цифровым моделированием 3D-объектов в соцсети, чтобы пользователи по-настоящему погружались в серфинг новостной ленты и общению с друзьями.

Технологии дополненной реальности в сфере образования

 

Алексей Евгеньевич КИРЬЯНОВ ^{a, b}

К.э.н., доцент кафедры «Экономики и организации предпринимательства»; директор Центра, [email protected]

Рабия Мерьем ЙЫЛМАЗ ^c

PhD, доцент кафедры компьютерных технологий в образовании, [email protected]

Дмитрий Владимирович МАСЛОВ ^{d, b}

К. э.н., научный сотрудник кафедры теории управления; методист Центра, [email protected]

Наталья Николаевна МАСЮК ^{e, b}

Д.э.н., профессор кафедры экономики и управления; научный руководитель Центра, [email protected]

Борис Алексеевич ВОРОБЬЕВ ^{a, b}

Магистрант кафедры «Экономики и организации предпринимательства», руководитель Хай-тек цеха, [email protected]

 

^a Ивановский государственный университет, Экономический факультет, 153025, Россия, г. Иваново, ул. Ермака, 39

^b Муниципальное автономное учреждения дополнительного образования Центр технического творчества «Новация», 153008, Россия, г. Иваново, ул. Типографская, 25/55

^c Университет Ататюрка, Факультет образования Казыма Карабекира, 25240 Turkey, Erzurum, Atatürk Üniversitesi Kazım Karabekir Eğitim Fakültesi

^d Российская академия народного хозяйства и государственной службы при президенте РФ (Ивановский филиал), 153002, Россия, г. Иваново, Посадский пер., д. 8, литер А1

^e Владивостокский государственный университет экономики и сервиса, 690014, Россия, г. Владивосток, ул. Гоголя, 41

 

Статья опубликована в журнале «Инновации» № 5 / 2020

 

Аннотация

Современная система образования сталкивается с серьезными вызовами, многие из которых являются вызовами технологическими: дистанционные платформы, новые форматы групповой динамики, доступ к большому объему данных и информации и т.д. Методы и инструменты обучения также претерпевают изменения под прессом цифровизации. Одним из перспективных направлений является применение технологий дополненной реальности (AR) в разных сегментах сферы образования. Авторы статьи анализируют имеющиеся исследования по теме и определяют основные тенденции развития AR для разных уровней образования.

Ключевые слова: дополненная реальность, виртуальная реальность, инновационные образовательные технологии, образование, инновации

Кодмеждународнойклассификации JEL:

O 32 – Management of Technological Innovation and R&T

O 32 – Управление технологической инновацией: научно-исследовательская работа и технологии

 

Введение

Дополненная реальность (augmented reality, AR) – это современная технология, которая позволяет связать реальный мир и виртуальную среду, обеспечивая их синхронное взаимодействие. C помощью технологии AR виртуальные объекты могут быть интегрированы в материальный мир: камера дополненной реальности с помощью AR-программ производит съемку реальности и ищет в ней заранее определенные целевые точки – маркеры, к которым привязаны виртуальные объекты. Технология AR может комбинировать виртуальные и материальные объекты, обеспечивать их взаимодействие в реальном времени и использовать трехмерные объекты. AR становится все более популярной технологией, которая может применяться на стационарных компьютерах, ноутбуках, портативных устройствах и в смартфонах. Приложения AR работают с трехмерными объектами, текстами, изображениями, видео и анимацией, сочетают их и применяют одновременно, что дает возможность пользователям свободно взаимодействовать с событиями, информацией и объектами [1]. Современные смартфоны способствуют увеличению числа пользователей приложений подобного типа. Жизнь многих людей находится буквально на ладони – в их мобильном устройстве, и эта жизнь может быть еще более разнообразна с помощью AR.

Очки дополненной реальности существует довольно давно. Несмотря на то, что их стоимость постепенно снижается, это устройство остается недоступно массовому пользователю. По нашим прогнозам, бум AR технологии следует ожидать, когда рынок предложит компактный вариант очков по доступной цене. Мы предлагаем обозначить этот момент как «Революцию очкариков», поскольку очки постепенно вытеснят из обихода привычный смартфон; но и период «очкариков» не продлится долго: на смену очков придут линзы с интегрированными технологиями AR, а затем – биоAR, когда дополненную реальность можно будет встроить в организм человека.

С развитием программного и аппаратного обеспечения технологии AR находят применение во многих сферах: индустрии развлечений, маркетинге, военном деле, медицине, инженерии, психологии, рекламе. Потенциал AR для сферы образования только начинает раскрываться, поскольку возможность взаимодействовать с виртуальными и реальными объектами делает процесс обучения более увлекательным, наглядным и динамичным [2]. Кроме того, интегрированные в образовательный процесс технологии дополненной реальности стимулируют творческое мышление учащихся и развивают навыки решения проблем [3], а также обеспечивают гибкость обучения [4]. Хотя AR имеет большой потенциал, остается масса практических проблем, которые требуют решения перед началом широкого внедрения данной технологии в образовательные практики. Во-первых, разработка и внедрение контента для AR-приложений остается нетривиальной задачей. Многие учителя и ученики не готовы использовать AR из-за нехватки технических знаний, необходимых для разработки 3D-объектов [5]. Во-вторых, на использование AR довольно сильное влияние оказывают факторы состояния внешней среды, например, освещение, недостаток которого может привести к сбою программного приложения. Кроме того, студентам, использующим AR, возможно, придется применять более одного устройства и обладать способностями пространственной ориентации [6].

Следует, однако, отметить, что процессы разработки AR-приложений упрощаются. В частности, решение такой задачи, как программирование двухмерных объектов (обработка картинок, создание кнопок для перехода по ссылкам, интеграция видео контента) не требует глубоких знаний и IT-компетенций. Более сложным и ресурсоемким (как по времени, так и по финансам) является создание приложений с интегрированными 3D-объектами. Тем не менее, все больше производителей контента, в том числе образовательного, готовы платить за не только «вау-эффект», но и за когнитивную составляющую. Существенно дороже в производстве обходится трехмерная геймификация приложения: «квестовые» AR-приложения, как мы их называем, позволяют задержать пользователя намного дольше и «завербовать» его в ряды распространителей приложения, создавая вирусность данного приложения. Для сферы образования разработка таких приложений является краеугольным камнем вовлечения обучающихся в образовательный процесс.

 

Применение AR-технологий в различных сегментах сферы образования

Анализ современных исследований, посвященных AR в образовании, позволил обобщить существующие мнения относительно преимуществ дополненной реальности, совместимости AR с образовательными технологиями, а также получаемых выгодах AR-образования [7].

Табл. 1. Обобщение результатов исследовании применения ARв образовании

Преимущества АRв образовании	Источник
Дает чувство реальности	[8]
Дает практический опыт	[9,10]
Визуализирует сложные отношения	[6, 11]
Дает опыт, который нельзя получить в реальной жизни	[1, 6]
Конкретизирует абстрактные понятия	[1]
Делает процесс обучения интересным	[12]
Обеспечивает безопасную учебную среду	[1, 13, 14]
Экономит время и пространство	[13, 14]
Повышает вовлеченность учащихся	[1]
Придает гибкость образовательному процессу	[4]
Совместимость с образовательными технологиями
Аутентичные учебные среды	[5]
Ситуационная среда обучения	[1, 15]
Конструктивистская среда обучения	[16]
Обучение через практику (Learning by doing)	[1]
Среда обучения на основе запросов	[1, 17]
Научно-исследовательская среда обучения	[5]
Выгоды AR-образования
Повышает внимание учащихся	[9, 10, 14]
Делает обучение привлекательным и эффективным	[1, 18, 19, 20, 21]
Обеспечивает мотивацию	[9, 10, 14, 22]
Обеспечивает взаимодействия	[1, 23, 3, 6, 24, 25, 26]
Способствует лучшему пониманию предмета	[3, 27, 28]
Связывает с реальным опытом и проблемами	[29]
Создает контекстную осведомленность	[3]
Повышает вовлеченность	[3, 25]
Обеспечивает непрерывность обучения	[3]
Улучшает коммуникации	[3]
Расширяет совместную работу	[5, 30]
Запускает творческие процессы	[5, 21, 31]
Развивает воображение	[5, 31]
Контролирует самообучение	[5, 25]
Улучшает пространственную ориентацию	[1, 17, 25]
Повышает навыки решения проблем	[4]
Улучшает навыки интерпретации	[4]

 

Далее приводим обзор исследований AR-технологий через призму различных уровней образования.

 

Дополненная реальность в дошкольном образовании

Анализ работ, посвященных использованию AR в дошкольном образовании, позволил обнаружить несколько характерных особенностей. В одном из исследований [32] авторы изучали восприятие дошкольников, уровень осмысления материала и получаемое удовольствие от процесса. В эксперименте были использованы книжки для сторителлинга (способ передачи информации, знаний через рассказывание истории) с картинками дополненной реальности. Исследование показало, что большинство детей чувствовали себя «очень счастливыми» во время этого занятия, находили его интересными и наслаждались им. Дети хорошо понимали рассказанные им истории. Книги с AR-картинками были привлекательны для детей, и они воспринимали их как волшебные и доставляющие удовольствие.

Еще одно научное исследование посвящено эффективности технологий дополненной реальности при обучении детей английскому алфавиту [33]. Авторы разработали мобильное приложение с использованием флэш-карт. Суть метода заключалась в следующем: направляя устройство с установленным приложением на распечатанную флэш-карту, обучающийся видел на экране 3D-объект с интерактивной информацией. Результаты показали, что между контрольной (традиционное обучение) и экспериментальной (обучение с применением AR) группами были значительные различия по характеристикам интерактивности и освоения материала в пользу экспериментальной группы.

В исследовании эффективности обучения детей рисованию в раннем возрасте с помощью технологии AR использовалось мобильное приложение ColAR [34]. Результаты показали, что дети могут свободно управлять приложением, взаимодействовать друг с другом и рисовать с применением AR. Технология рассматривалась в качестве педагогической инновации. Все дети с удовольствием играли с приложением, а учителя отмечали пользу дополненной реальности для развития детей. Следует отметить, что сегодня на рынке появляется типографская продукция для дошкольников с технологией дополненной реальности, например, детские раскраски, где с помощью приложения на смартфоне раскрашенный персонаж оживает и его цвета соответствуют цветам, которые использовал ребенок. Пионером подобных продуктов в России выступает издательство DEVAR (www.devar.ru). Авторы книг этого издательства в своих раскрасках, развивающих книгах, энциклопедиях применяют AR-технологии и задействуют три вида восприятия информации – аудиальное, визуальное и кинестетическое, что в комплексе позволяет детям лучше усваивать новую информацию.

Еще одно исследование касалось взаимодействия детей и родителей при использовании книжек с картинками дополненной реальности [35]. Анализировались четыре группы «родитель – главный», «ребенок – главный», «коммуникативная пара ребенок-родитель» и «слабая коммуникативная пара ребенок-родитель». В группе, где в роли лидеров выступали родители, они предпочитали рассказывать детям историю. В группе, где лидировали дети, они управляли AR-книгой и вовлекали родителей. Родители в коммуникативной группе помогали своим детям находить дополненную реальность в книге. В слабой коммуникативной паре ребенок-родитель родители в меньшей степени обращались к возможностям AR, интегрированным в книгу.

В целом, большинство экспериментов подтверждают гипотезу, что дети воспринимают новые технологии как данность, и применение для категории пользователей прогрессивных технологий не вызывает проблем, однако имеет одно серьезное ограничение – это обучаемость и готовность к инновациям их учителей и родителей.

 

Дополненная реальность в начальном образовании

Исследования, посвященные применению AR в начальном школьном образовании, говорят о позитивном влиянии этой технологии на качество обучения. В частности, к такому выводу приходят южноамериканские исследователи, проводившие эксперимент в рамках реализации образовательной программы по географии [36]. Экспериментальная группа изучала предмет с помощью мобильного навигационного приложения с элементами дополненной реальности и продемонстрировала большую эффективность образовательного процесса, лучшее освоение материала учащимися и более высокий уровень успеваемости. Еще одно исследование касалось уроков математики и развития пространственных способностей детей, которые использовали дидактические материалы с AR-маркерами на бумаге [37]. Обучающиеся продемонстрировали значительный прогресс в своих пространственных способностях и рост успеваемости. Эксперимент по применению технологии AR на уроках биологии [38] заключался в сравнении восприятия учащимися учебника с AR-метками с обычным учебником. Результаты показали, что AR-учебник делал урок более практико-ориентированным, а также более увлекательным для детей. Подобные результаты, а также рост успеваемости, были отмечены другими авторами [39], которые использовали мобильное игровое AR-приложение для изучения биологии.

Педагоги Центра технического творчества «Новация» свои первые уроки с использованием технологии дополненной реальности провели в ряде школ г. Иванова еще в мае 2015 года [40]. Экспериментальные занятия были посвящены архитектуре будущего, на них учащиеся создавали кварталы будущего, которые потом объединились в мегаполис. По результатам эксперимента педагоги отметили, что AR помогает развивать у детей пространственное мышление, позитивно влияет на скорость усвоения материала для большинства детей, улучшает их понимание и восприятие того, как выглядят те или иные объемные фигуры в пространстве.

Основанная на сюжете игра Leometry является примером AR-геймификации обучения и позволяет детям осваивать азы различных наук [41]. Практика применения игры показывает, что использование AR в игре было важным мотиватором получения новых знаний.

Технологии дополненной реальности, в том числе, бумажные учебные материалы с AR-маркерами, помогают и в преподавании иностранных языков, повышая эффективность обучения через большее вовлечение учащихся [42].

 

Дополненная реальность в среднем образовании

Применению AR-технологий в среднем образовании посвящены ряд исследований, где подтверждается перспективность интеграции различных элементов дополненной реальности в образовательный процесс. По данным эксперимента, в рамках которого школьники осваивали программу курса физики с использованием AR-приложения, их понимание предмета по сравнению с контрольной группой было более глубоким, успеваемость выше, так же как заинтересованность и вовлеченность в процесс [43]. К интересным выводам пришли авторы исследования мотивационных и когнитивных аспектов применения технологии AR в учебном процессе [44], которые обнаружили, что инструменты дополненной реальности особенно эффективны для детей, имеющих самую низкую успеваемость в группе, а также для девочек. Кроме того, AR является чрезвычайно перспективным методом для объяснения абстрактных явлений.

Еще одно исследование касалось применения системы дополненной реальности на уроках биологии [45]. Учащиеся были разделены на три группы: дети, применяющие AR-систему самостоятельно; дети, применяющие AR под руководством учителя; группа традиционного обучения. Группы сравнивались по результатам обучения, эмоциональному состоянию и полученному опыту. Эксперимент показал, что группа AR под руководством учителя достигла лучших результатов из трех, а группа, применявшая AR самостоятельно испытала больше положительных эмоций, чем другие.

Исследователи, проводившие сравнение технологии AR с мультимедийными инструментами в контексте образования [46] разработали манипулятивную AR-систему и использовали ее в экспериментальной группе, в то время, как контрольная группа применяла в образовательном процессе средства мультимедиа. Исследование показало, что использование технологии AR позволило учащимся в экспериментальной группе достичь лучших показателей успеваемости и мотивации, чем учащимся, применявшим мультимедийный подход.

 

Дополненная реальность в высшем образовании

При анализе публикаций, связанных с использованием AR в высшем образовании, также отмечается высокий потенциал этой технологии по различным направлениям. Например, результаты применения инструментов дополненной реальности для обучения китайскому языку показывают, что AR помогает студентам гораздо быстрее написать свой первый параграф и освоить китайское письмо [47]. При сравнении учебных AR-материалов и образовательного видео на YouTube в рамках освоения курса по разработке программного обеспечения более эффективным оказался AR-контент, его применение помогло повысить интерес студентов и их вовлеченность [48]. Многие другие исследователи также подтверждают мотивацию и вовлеченность студентов, которым предлагается использовать приложения дополненной реальности в процессе обучения [49].

При сравнении технологии AR и методов интерактивной симуляции значительной разницы с точки зрения обучаемости студентов и их вовлеченности не наблюдалось, однако отмечено значительное преимущество AR с точки зрения восприятии информации [50].

В литературе наиболее часто встречаются исследования, посвященные применению AR в сфере послевузовского образования. Примеры из области архитектурного образования говорят в пользу технологий AR [51], такие же выводы делаются для дисциплин естествознания, где динамический контент позволяет лучше осваивать материал [52] и способствует прогрессу исследовательских проектов аспирантов [53]. В точных науках и инженерии AR-технологии способствуют лучшему пространственному восприятию, это подтверждают исследования в области математического образования [54], машиностроения [55]. Системы AR с технологией Kinect успешно применяются в физико-математическом образовании [56]. В гуманитарной сфере использование AR помогает снизить когнитивную нагрузку, повышая при этом мотивацию и позитивный настрой обучающихся [57]. Существуют исследования в области медицинского образования, когда обучение стоматологов с применением мобильного приложения AR стало простым эффективным инструментом передачи знаний [58]. Изучение истории с помощью приложений дополненной реальности открывает большие перспективы, как с точки зрения возможностей создания контента, так и позиций эмоциональности и вовлеченности в образовательный процесс [59].

Отдельно можно отметить появление статей с элементами дополненной реальности в научных журналах. Одной из первых таких публикаций стала статья «Реальность Кванториума: подготовка молодых кадров для цифровой экономики», опубликованная в начале 2020 года в журнале «Инновации» [60].

 

Дополненная реальность в дополнительном образовании и обучении прочих целевых групп

Технологии дополненной реальности могут использоваться в различных областях дополнительного образования. Например, активно развиваются AR-технологии в обучении музыке [61, 62], подготовке молодых инженеров, дизайнеров, архитекторов [63]. Кроме того, дополненная реальность может быть интегрирована в обучающие программы для лиц с ограниченными возможностями здоровья и особенностями развития, например, детей с аутизмом [64].

Детский технопарк Ивановской области «Кванториум. Новатория» с 2018 года уделяет особое внимание технологиям дополненной реальности. В VR/AR-квантуме занимаются школьники средних и старших классов, которые самостоятельно разрабатывают VR/AR-приложения для нужд образовательного процесса Кванториума, сферы образования г. Иванова, а также других заинтересованных сторон. Например, в 2019 году было разработано приложение для образовательного квеста (городского краеведческого ориентирования) «Mega VR/AR». Приложение дополненной реальности «Ожившие картины», разработанное воспитанниками Кванториума, стало отправной точкой для интеграции AR-технологий в музее Исаака Левитана в г. Плёсе Ивановской области [65]. Дети, обучающиеся в Кванториуме, нередко используют технологию дополненной реальности в своих презентациях, разрабатывая приложения для повышения коммуникации с педагогом и сокурсниками.

Взаимодействие наставника (эксперта) и обучающегося (работника / специалиста) в дополненной реальности помогает быстрее решать задачи, передавая знания в режиме реального времени. Например, используя приложение Microsoft Dynamics 365 Remote Assist [66], технические специалисты могут совместно работать в режиме видеосвязи через Microsoft HoloLens с удаленными экспертами на ПК или мобильных устройствах. В режиме реального времени встроенные в очки камеры позволяют удаленным экспертам видеть то, что видит специалист, и наглядно (используя графические примитивы) указывать на важные данные.

Приложение Dynamics 365 Guides помогает сотрудникам быстрее осваивать новые навыки. Функционал приложения позволяет создавать обучающие курсы без написания кода, что значительно упрощает процесс. Задача приложения повысить профессионализм, стандартизируя процессы с помощью пошаговых инструкций. В обучающий курс возможно встраивать фотографии, видео, 3D модели, что позволяет создавать курсы для массового обучения без привлечения обучающего персонала. После прохождения обучения доступна статистика по каждому этапу, что позволяет определить, где необходим дополнительный инструктаж, и совершенствовать процессы.

Одним из примеров применения дополненной реальности в качестве обучающего инструмента явилась практика дистанционного освоения технологии лазерной резки в Ивановском «Кванториуме. Новатория», где в период пандемии коронавируса COVID-19 был запущен проект по выпуску защитных лицевых экранов для медиков (ЗЛЭМ-1) на собственном оборудовании в момент введения режима повышенной готовности, когда в помещении мог находиться только один сотрудник. Эксперт дистанционно с использованием, в том числе, технологий дополненной реальности, консультировал специалиста по вопросам обслуживания лазерного станка [67].

 

Заключение

Иммерсивные технологии [68] с элементами дополненной реальности расширяют возможности обучения в различных областях образования. Интеграция AR-технологий в образовательные программы может стать эффективным инструментом в руках современных учителей. Для применения AR не требуется крупных затрат на техническое переоснащение и регулярную модернизацию, поскольку главной составляющей становится образовательный контент, который может обновляться и дополняться педагогическим сообществом. Разработка качественных образовательных AR-материалов – это задача, которая будет стоять на повестке дня в ближайшие годы.

 

Списоклитературы

1. Wojciechowski R, Cellary W. Evaluation of learners’ attitude toward learning in ARIES augmented reality environments. Computers and Education. №68. 2013. P. 570-585
2. Singhal S, Bagga S, Goyal P, Saxena V. Augmented chemistry: Interactive education system. International Journal of Computer Applications. №49(15) 2012. P. 1-5.
3. Ivanova M, Ivanov G. Enhancement of learning and teaching in computer graphics through marker augmented reality technology. International Journal on New Computer Architectures and Their Applications. №1. 2011. P. 176-184.
4. Schrier K. Using augmented reality games to teach 21st century skills. In: ACM SIGGRAPH 2006 Educators program. ACM; 2006. 15 p.
5. Yuen S, Yaoyuneyong G, Johnson E. Augmented reality: An overview and five directions for AR in education. Journal of Educational Technology Development and Exchange. №4(1). 2011. P. 119-140
6. Wu HK, Lee SWY, Chang HY, Liang JC. Current status, opportunities and challenges of augmented reality in education. Computers and Education. №62. 2013. P. 41-49
7. Yilmaz R.M. Augmented Reality Trends in Education between 2016 and 2017 Years / State of the Art Virtual Reality and Augmented Reality Knowhow. IntechOpen. 2018. P. 81-97. https://dx.doi.org/10.5772/intechopen.74943
8. Lin KC, Wang SC. Situated learning for computer fabrication based on augmented reality. Lecture Notes in Information Technology. 2012. P. 23-249
9. Sumadio DD, Rambli DRA. Preliminary evaluation on user acceptance of the augmented reality use for education. In: Computer Engineering and Applications (ICCEA), 2010 Second International Conference on. IEEE; 2010. P. 461-465.
10. O’Brien HL, Toms EG. Engagement as Process in Computer Mediated Environments. Paper presented at ASISveT, Charlotte, North Carolina. Nov. 2005.
11. Arvanitis TN, Petrou A, Knight JF, Savas S, Sotiriou S, Gargalakos M, vd. Human factors and qualitative pedagogical evaluation of a mobile augmented reality system for science education used by learners with physical disabilities. Personal and Ubiquitous Computing. №13(3). 2007. P. 243-250.
12. Yoon SA, Elinich K, Wang J, Steinmeier C, Tucker S. Using augmented reality and knowledge-building scaffolds to improve learning in a science museum. International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning. №7(4). 2012. P. 519-541.
13. Li Y. Augmented reality for remote education. In: Advanced Computer Theory and Engineering (ICACTE), 2010 3rd International Conference on. IEEE; 2010. pp. V3-187-V3-191
14. Aziz NAA, Aziz KA, Paul A, Yusof AM, Noor NSM. Providing augmented reality based education for students with attention deficit hyperactive disorder via cloud computing: Its advantages. In: Advanced Communication Technology (ICACT), 14th International Conference on. IEEE; 2012. P. 577-581
15. Johnson L, Smith R, Willis H, Levine A, Haywood K. The 2011 Horizon Report. Austin, Texas: The New Media Consortium; 2011.
16. Kirner TG, Reis FMV, Kirner C. Development of an interactive book with Augmented Reality for teaching and learning geometric shapes. Information Systems and Technologies (CISTI). 7th Iberian Conference on. IEEE; 2012. P. 1-6
17. Cheng K-H, Tsai C-C. Affordances of augmented reality in science learning: Suggestions for future research. Journal of Science Education and Technology. №22. 2012. P. 449-462.
18. Dünser A, Hornecker E. An observational study of children interacting with an augmented story book. In: International Conference on Technologies for E-Learning and Digital Entertainment. Heidelberg, Berlin: Springer; 2007. P. 305–315.
19. Lester JC, Converse SA, Kahler SE, Barlow ST, Stone BA, Bhogal RS. The persona effect: Affective impact of animated pedagogical agents. In: Proceedings of the ACM SIGCHI Conference on Human factors in computing systems. ACM; 1997. P. 359–366.
20. Oh S., Woo W. ARGarden: Augmented edutainment system with a learning companion. In: Transactions on edutainment I. Heidelberg, Berlin: Springer; 2008. P. 40–50.
21. Zhou Z, Cheok AD, Pan J. 3D story cube: An interactive tangible user interface for storytelling with 3D graphics and audio. Personal Ubiquitous Computing. №8. 2004. P. 374–376.
22. Serio ÁD, Ibáñez MB, Kloos CD. Impact of an augmented reality system on students’motivation for a visual art course. Computers and Education. №68. 2013. P. 586–596.
23. Azuma RT. Overview of augmented reality. In: ACM SIGGRAPH 2004 Course Notes. ACM; 2004. P. 26.
24. Kerawalla L, Luckin R, Selijefot S, Woolard A. Making it real: Exploring the potential of augmented reality for teaching primary school science. Virtual Reality. №10(3-4) 2006. P. 163-174.
25. Bujak KR, Radu I, Catrambone R, MacIntyre B, Zheng R, Golubski G. A psychological perspective on augmented reality in the mathematics classroom. Computers and Education. №68. 2013. P. 536-544.
26. Kesim M, Ozarslan Y. Augmented reality in education: Current technologies and the potential for education. Procedia – Social and Behavioral Sciences. №47. 2012. P. 297-302.
27. Núñez M, Quiros R, Núñez I, Carda JB, Camahort E Collaborative augmented reality for inorganic chemistry education. In: Proceedings of the 5th WSEAS/IASME International Conference on Engineering Education. 2008. P. 271-277
28. Zhou Z, Cheok AD, Pan J, Li Y. Magic story cube: An interactive tangible interface for storytelling. In: Proceedings of the 2004 ACM SIGCHI International Conference on Advances in computer entertainment technology. ACM; 2004. P. 364-365.
29. Ternier S, Klemke R, Kalz M, Ulzen P, Specht M. ARLearn: Augmented reality meets augmented virtuality. Journal of Universal Computer Science. №18(15). 2012. P. 2143-2164.
30. Billinghurst M. Augmented Reality in Education. New Horizons for Learning. Dec 2002. Available from: http://www.newhorizons.org/strategies/technology/billinghurst.htm
31. Klopfer E, Yoon S. Developing games and simulations for today and tomorrow’s tech savvy youth. TechTrends. №49(3) 2004. P. 41-49
32. Yilmaz RM, Kucuk S, Goktas Y. Are augmented reality picture books magic or real for preschool children aged five to six? British Journal of Educational Technology. №48(3). 2017. P. 824-841
33. Safar AH, Al-Jafar AA, Al-Yousefi ZH. The effectiveness of using augmented reality apps in teaching the english alphabet to kindergarten children: A case study in the State of Kuwait. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education. №13(2). 2017. P. 417-440.
34. Huang Y, Li H, Fong R. Using augmented reality in early art education: A case study in Hong Kong kindergarten. Early Child Development and Care. №186(6). 2016. P. 879-894.
35. Cheng KH, Tsai CC. The interaction of child–parent shared reading with an augmented reality (AR) picture book and parents’ conceptions of AR learning. British Journal of Educational Technology. №47(1). 2016. P. 203-222.
36. Joo-Nagata J, Abad FM, Giner JGB, García-Peñalvo FJ. Augmented reality and pedestrian navigation through its implementation in m-learning and e-learning: Evaluation of an educational program in Chile. Computers & Education. №111. 2017. P. 1-17.
37. Gün ET, Atasoy B. The effects of augmented reality on elementary school students’ spatial ability and academic achievement. Egitim ve Bilim. №42(191). 2017.
38. Hung YH, Chen CH, Huang SW. Applying augmented reality to enhance learning: A study of different teaching materials. Journal of Computer Assisted Learning. №33(3). 2017. P. 252-266.
39. Hwang GJ, Wu PH, Chen CC, Tu NT. Effects of an augmented reality-based educational game on students’ learning achievements and attitudes in real-world observations. Interactive Learning Environments. №24(8). 2016. P. 1895-1906.
40. Школьники заглянут в дополненную реальность / ЦТТ «Новация» http://новация37.рф/index.php?id=262
41. Laine TH, Nygren E, Dirin A, Suk HJ. Science spots AR: A platform for science learning games with augmented reality. Educational Technology Research and Development. №64(3). 2016. P, 507-531.
42. Solak E, Cakır R. Investigating the role of augmented reality Technology in the language classroom. Hrvatski časopis za odgoj i obrazovanje. №18(4). 2016. P. 1067-1085.
43. Cai S, Chiang FK, Sun Y, Lin C, Lee JJ. Applications of augmented reality-based natural interactive learning in magnetic field instruction. Interactive Learning Environments. №25(6). 2017. P. 778-791.
44. Salmi H, Thuneberg H, Vainikainen MP. Making the invisible observable by augmented reality in informal science education context. International Journal of Science Education, Part B. №7(3). 2017. P. 253-268.
45. Huang TC, Chen CC, Chou YW. Animating eco-education: To see, feel, and discover in an augmented reality-based experiential learning environment. Computers & Education. №96. 2016. P. 72-82.
46. Hsiao HS, Chang CS, Lin CY, Wang YZ. Weather observers: A manipulative augmented reality system for weather simulations at home, in the classroom, and at a museum. Interactive Learning Environments. №24(1). 2016. P. 205-223.
47. Wang YH. Exploring the Effectiveness of Integrating Augmented Reality-Based Materials to Support Writing Activities. Computers & Education. №113. 2017. P. 162-176.
48. Wang YH. Using augmented reality to support a software editing course for college students. Journal of Computer Assisted Learning. №33(5). 2017. P. 532-546.
49. Mumtaz K, Iqbal MM, Khalid S, Rafiq T, Owais SM, Al Achhab M. An E-assessment framework for blended learning with augmented reality to enhance the student learning. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education. №13(8). 2017. P. 4419-4436.
50. Chang HY, Hsu YS, Wu HK. A comparison study of augmented reality versus interactive simulation technology to support student learning of a socio-scientific issue. Interactive Learning Environments. №24(6). 2016. P. 1148-1161.
51. Redondo Domínguez E, Fonseca Escudero D, Sánchez Riera A, Navarro Delgado I. Educating urban designers using augmented reality and mobile learning technologies. RIED – Revista Iberoamericana de Educación a Distancia. №20(2). 2017. P. 141-165.
52. Montoya MH, Díaz CA, Moreno GA. Evaluating the effect on user perception and performance of static and dynamic contents deployed in augmented reality based learning application. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education. №13(2). 2017. P. 301-317.
53. Bendicho PF, Mora CE, Añorbe-Díaz B, Rivero-Rodríguez P. Effect on academic procrastination after introducing augmented reality. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education. №13(2). 2017. P. 319-330.
54. Salinas P, Pulido R. Understanding the conics through augmented reality. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education. №13(2). 2017; P. 341-354.
55. Carbonell Carrera C, Bermejo Asensio LA. Landscape interpretation with augmented reality and maps to improve spatial orientation skill. Journal of Geography in Higher Education. №41(1). 2017. P. 119-133.
56. Martin-Gonzalez A, Chi-Poot A, Uc-Cetina V. Usability evaluation of an augmented reality system for teaching Euclidean vectors. Innovations in Education and Teaching International. №53(6). 2016. P. 627-696.
57. Cheng KH. Reading an augmented reality book: An exploration of learners’ cognitive load, motivation, and attitudes. Australasian Journal of Educational Technology. №33(4). 2017. P. 53-69
58. Juan M. A mobile augmented reality system for the learning of dental morphology. Digital Education Review. №30. 2016; P. 234-247.
59. Harley JM, Poitras EG, Jarrell A, Duffy MC, Lajoie SP. Comparing virtual and locationbased augmented reality mobile learning: Emotions and learning outcomes. Educational Technology Research and Development. №64(3). 2016. P. 359-388.
60. Кирьянов А.Е., Маслов Д.В., Масюк Н.Н., Кириллов А.А. Реальность Кванториума: подготовка молодых кадров для цифровой экономики // Инновации. 2020. № 2. С. 2-13.
61. Карасева М. «Дополненная реальность» в работе педагога-музыканта // Научный вестник московской консерватории. – 2016. №2 (25). С. 140–183.
62. Красноскулов А.В. Музыка и дополненная реальность: на пути к будущему // Южно-Российский музыкальный альманах. – 2018. №4. С. 80–86.
63. Pejoska J, Bauters M, Purma J, Leinonen T. Social augmented reality: Enhancing contextdependent communication and informal learning at work. British Journal of Educational Technology. №47(3). 2016. P. 474-483.
64. McMahon DD, Cihak DF, Wright RE, Bell SM. Augmented reality for teaching science vocabulary to postsecondary education students with intellectual disabilities and autism. Journal of Research on Technology in Education. №48(1). 2016. P. 38-56.
65. Мобильное приложение дополненной реальности «Ожившие картины» https://www.roskvantorium.ru/news/mobilnoe-prilozhenie-dopolnennoy-realnosti-ozhivshie-kartiny/
66. Dynamics 365. Работайте вместе отовсюду https://dynamics.microsoft.com/ru-ru/mixed-reality/remote-assist/
67. Ивановский «Кванториум.Новатория» начал выпуск защитных экранов для медперсонала. 31.03.2020. https://vk.com/@kvantorium37-ivanovskii-kvantoriumnovatoriya-nachal-vypusk-zaschitnyh-ekr
68. Лукашин С. Куда нас погружают иммерсивные технологии // Хабр. Блог компании ВТБ, Финансы в IT, AR и VR. 15.08.2019 https://habr.com/ru/company/vtb/blog/463707/

Что такое дополненная реальность (AR)

team-work

Внедрение инновационных технологий поможет сохранять конкурентоспособность вашей компании. В дополненной реальности (AR) вы сможете объединять физическую и виртуальную реальности, чтобы эффективно обучать сотрудников, быстро решать проблемы, повышать продуктивность и эффективность совместной работы, а также сделать еще один шаг к будущему.

Общие факты о дополненной реальности

Что такое AR? Дополненная реальность — это интерактивная версия реальности, обогащенная цифровыми изображениями, звуками и другими сигналами с помощью специальных технологий. AR-системы основаны на трех принципах: объединении цифровой и физической реальности, взаимодействии в реальном времени и точном 3D-разграничении реальных и виртуальных объектов.

В дополненной реальности вы сможете создавать и проводить курсы обучения, объединяя цифровые материалы с объектами из реального мира. Дополненная реальность поможет компаниям повысить эффективность совместной работы в удаленном режиме.

AR, виртуальная реальность, смешанная реальность и расширенная реальность

Существует несколько технологий виртуальной реальности, между которыми очень тонкие различия. Вот они:

• Дополненная реальность (AR) — предназначена для добавления цифровых элементов к объектам из реального мира, при этом взаимодействие с ними ограничено.
• Виртуальная реальность (VR) — иммерсивные функции, которые позволяют работать в виртуальном мире с помощью специальной гарнитуры и наушников.
• Смешанная реальность (MR) — технология, которая объединяет элементы AR и VR и позволяет создавать интерактивные цифровые элементы с привязкой к физическим объектам.
• Расширенная реальность (XR) — объединяет все типы технологий, воздействующих на органы чувств, включая три вышеупомянутых типа.

Все эти технологии размывают грань физической реальности, поэтому важно определить сценарии использования. Для интеграции в бизнес-процессы большинству организаций подойдет дополненная реальность.

Типы дополненной реальности

Выбирая AR-технологию для своей компании, сначала определите подходящий тип: маркерную или безмаркерную. Они отличаются способом отображения изображений и информации.

Маркерная AR создается с помощью технологии распознавания изображений. Эта технология определяет объекты, которые были предварительно добавлены в базу данных AR-устройства или приложения. Когда объекты появляются перед вами, маркеры помогают определять их положение и ориентацию камеры. Переключив режим камеры на градацию серого, вы можете сравнить маркер с другими маркерами в банке информации. Обнаружив соответствие, устройство автоматически определит позицию для размещения AR-изображения.

Безмаркерная AR — это более сложная технология, поскольку в ней нет якорного элемента. Устройство пользователя должно распознавать все объекты, которые появляются в поле зрения. Используя специальный алгоритм, устройство анализирует цвета, текстуру и схожие черты, чтобы определять, какой объект перед ним находится. Для настройки ориентации используются данные о времени, а также информация, полученная с акселерометра, GPS и компаса. С помощью камеры нужное изображение накладывается на любой физический объект.

Принципы работы дополненной реальности

Дополненная реальность создает иммерсивные возможности для пользователей. На данный момент функции AR реализуются с помощью очков и специальных приложений, но поскольку интерес к этим технологиям растет, на рынке появляется все больше новых видов оборудования. Современные AR-системы состоят из пяти основных элементов.

1. Искусственный интеллект. Для работы большинства решений с дополненной реальностью необходим искусственный интеллект (ИИ). Он позволяет выполнять действия с помощью голосовых команд и обрабатывать информацию в AR-приложениях.
2. Решения для работы с AR. Это инструменты и приложения для доступа к технологиям дополненной реальности, которые некоторые компании создают самостоятельно.
3. Обработка данных. Для работы AR-технологий необходима обработка данных, ресурсы для которой, как правило, предоставляет внутренняя операционная система устройства.
4. Фотоприложения. Для просмотра материалов и изображений понадобятся специальные фотоприложения или платформы изображений. Реалистичность объектов зависит от характеристик экрана.
5. Датчики. Для согласования виртуальных и физических объектов AR-системам необходимы данные о среде. Когда камера получает нужную информацию, она отправляет ее в программу для обработки.

Интеграция AR-технологий в обучение сотрудников

Внедрение дополненной реальности в бизнес-процессы помогает сотрудникам быстрее и эффективнее проходить обучение. AR-устройства и программы позволяют им приобретать нужные навыки в любое время и в любом месте при наличии нужного программного обеспечения.

Кроме того, специалисты могут использовать эти технологии на выезде, чтобы упрощать совместную работу и повышать безопасность. Этот инновационный метод обучения позволяет усваивать больше информации за меньшее время. Вот несколько примеров сфер, в которых AR-технологии пригодятся сотрудникам:

• Поддержка производительности
• Модули для обучения и подготовки
• Адаптация новых сотрудников
• Записанное обучение
• Обслуживание клиентов и взаимодействие с ними

Ниже приведены отрасли и сферы, в которых используется дополненная реальность.

• Торговля. Сотрудники могут использовать AR-технологии для адаптации и обучения — предложите им сценарии продаж, экскурсию по торговому залу, а также другим помещениям магазина. Клиентам будут полезны возможности дополненной реальности, чтобы протестировать продукты перед покупкой или научиться их использовать в нужной среде. Благодаря практической информации в реальном контексте вы сможете повысить качество обслуживания клиентов и эффективнее разрешать их проблемы.
• Производство. Пошаговые инструкции помогут преподавателям предоставлять обратную связь новичкам в процессе обучения, чтобы повышать их удержание. А функции смешанной реальности оставляют руки свободными, чтобы сотрудники могли учиться непосредственно на практике.
• Здравоохранение. Для медицинских специалистов важно получать практические знания, не подвергая пациентов риску. Благодаря AR-технологиям они могут безопасно применять знания об анатомии и хирургических операциях на практике.
• Вооруженные силы. С помощью AR вы сможете моделировать ситуации и операции, в которых солдаты научатся ориентироваться во времени и пространстве, а также использовать собственные силы.
• Производство автомобилей. Дополненная реальность расширяет возможности для обучения и позволяет специалистам узнавать больше о текущих и новых моделях, а также изучать информацию о внутренних системах.

Компании используют AR-технологии не только для отраслевых задач, но и для выявления, отслеживания и устранения неполадок. Они также пригодятся для рекламы, развлечений и организации мероприятий, предоставляя пользователям всю необходимую информацию через их смартфоны.

Эффективное обучение с помощью AR-инструмента

Интегрируя новые технологии в бизнес-процессы, не забудьте про AR-решение, которое повысит общую производительность и эффективность работы благодаря аналитике на основе данных.

Dynamics 365 Guides предлагает AR-возможности, которые помогут решать проблемы в реальном времени. Руководства для обучения и повседневных процессов помогут быстро адаптироваться — вы сможете оперативно решать проблемы и оптимизировать рабочие процессы с помощью практических рекомендаций.

Узнать больше о Dynamics 365 Guides

sock-pencilsock-chatsock-call

Dynamics 365 Mixed Reality Guides

Чем мы можем помочь?

Свяжитесь с партнером Microsoft:

• Просмотреть онлайн-демонстрацию.

• Настроить бесплатную пробную версию.

• Получите рекомендации экспертов по трансформации бизнес-процессов.

• Узнайте о вариантах приобретения, внедрения и развертывания.

Спасибо за отправку запроса на обратный звонок

Партнер Microsoft свяжется с вами в течение четырех рабочих дней.

Нужна помощь?

Начните чат с менеджером Microsoft по продажам, чтобы получить ответы на свои вопросы о Dynamics 365.

Начать чат

Что такое дополненная реальность (AR)

работа в команде

Интеграция современных технологий может помочь сохранить конкурентоспособность вашего бизнеса. С дополненной реальностью (AR) вы соедините физический и цифровой миры, чтобы лучше направлять и обучать сотрудников, быстрее решать проблемы, оптимизировать эффективность, повышать производительность и совместную работу, а также лучше готовиться к будущему.

Понимание дополненной реальности

Что такое дополненная реальность? Дополненная реальность — это расширенная интерактивная версия реальной среды, созданная с помощью цифровых визуальных элементов, звуков и других сенсорных стимулов с помощью голографической технологии. AR включает в себя три функции: сочетание цифрового и физического миров, взаимодействие в реальном времени и точную трехмерную идентификацию виртуальных и реальных объектов.

Дополненная реальность предлагает лучший способ разработки, отбора и предоставления расходных инструкций путем наложения цифрового контента в реальных рабочих средах. Когда бизнес понимает, что такое AR и как его успешно использовать, каждый может работать удаленно, эффективно сотрудничая.

AR, виртуальная реальность, смешанная реальность, расширенная реальность

В недавнем росте типов виртуальных реальностей может быть сложно угнаться за ними из-за их тонких различий. Типы цифровых реальностей:

• Дополненная реальность (AR) — предназначен для добавления цифровых элементов поверх реальных представлений с ограниченным взаимодействием.
• Виртуальная реальность (VR) — иммерсивных впечатлений, помогающих изолировать пользователей от реального мира, обычно с помощью гарнитуры и наушников, предназначенных для таких действий.
• Смешанная реальность (MR) — , объединяющая элементы AR и VR, чтобы цифровые объекты могли взаимодействовать с реальным миром, означает, что предприятия могут разрабатывать элементы, привязанные к реальной среде.
• Расширенная реальность (XR) — , охватывающая все типы технологий, улучшающих наши чувства, включая три упомянутых выше типа.

Поскольку все технологии стирают границы между реальностью, крайне важно определить подходящий вариант использования для вашего бизнеса. Для многих предприятий AR обычно проще всего интегрировать в процессы компании.

Виды дополненной реальности

Решая, какой тип технологии AR вам понадобится для вашего бизнеса, вам сначала нужно определить, какой тип AR использовать. Существует два типа дополненной реальности: на основе маркеров и без маркеров. Выбор одного из этих типов дополненной реальности определит, как вы сможете отображать свои изображения и информацию.

AR на основе маркеров создается с использованием распознавания изображений для идентификации объектов, уже запрограммированных в вашем устройстве или приложении AR. При размещении объектов в поле зрения в качестве ориентиров они могут помочь вашему устройству дополненной реальности определить положение и ориентацию камеры. Обычно это достигается переключением камеры в режим оттенков серого и обнаружением маркера для сравнения этого маркера со всеми остальными в его банке данных. Как только ваше устройство находит совпадение, оно использует эти данные для математического определения позы и размещения AR-изображения в нужном месте.

Безмаркерный AR более сложный, так как нет точки, на которой будет фокусироваться ваше устройство. По этой причине ваше устройство должно распознавать элементы в том виде, в каком они появляются в поле зрения. Используя алгоритм распознавания, устройство будет искать цвета, узоры и аналогичные функции, чтобы определить, что это за объект, а затем, используя информацию о времени, акселерометре, GPS и компасе, оно будет или ориентироваться и использовать камеру для наложения изображения. чего бы вы ни хотели в вашем реальном окружении.

Как работает дополненная реальность

Дополненная реальность создает захватывающий опыт для всех пользователей. Хотя наиболее распространенными формами дополненной реальности являются очки или объектив камеры, интерес к дополненной реальности растет, и компании демонстрируют на рынке все больше типов линз и оборудования. Есть пять важных компонентов AR:

1. Искусственный интеллект. Для работы большинства решений дополненной реальности требуется искусственный интеллект (ИИ), позволяющий пользователям выполнять действия с помощью голосовых подсказок. ИИ также может помочь в обработке информации для вашего приложения дополненной реальности.
2. Программное обеспечение AR. Это инструменты и приложения, используемые для доступа к AR. Некоторые предприятия могут создавать свои собственные формы программного обеспечения AR.
3. Обработка. Для работы технологии дополненной реальности вам потребуется вычислительная мощность, как правило, за счет использования внутренней операционной системы вашего устройства.
4. Линзы. Для просмотра контента или изображений вам понадобится объектив или платформа для изображений. Чем выше качество вашего экрана, тем более реалистичным будет ваше изображение.
5. Датчики. AR-системы должны обрабатывать данные об окружающей среде, чтобы совместить реальный и цифровой миры. Когда ваша камера захватывает информацию, она отправляет ее через программное обеспечение для обработки.

Интеграция дополненной реальности в процесс обучения и обучения ваших сотрудников

На рабочем месте добавление дополненной реальности к вашим процессам и процедурам может помочь увеличить преимущества обучения и понимания для ваших сотрудников. Обучение дополненной реальности — это образовательный опыт, предоставляемый с помощью программного обеспечения на устройствах дополненной реальности, который помогает сотрудникам приобретать важные профессиональные навыки. Этот тип обучения можно запустить в любое время и в любом месте с помощью подходящего программного обеспечения.

AR также может помочь направлять и поддерживать сотрудников независимо от их местонахождения, что способствует лучшему сотрудничеству и более безопасным условиям труда на ваших полях. Усовершенствуя традиционные методы обучения, этот метод может предложить больше информации для лучшего понимания. Вот некоторые способы, которыми ваша команда может использовать AR:

• Поддержка производительности
• Учебные и обучающие модули
• Адаптация новых сотрудников
• Возможности обучения по требованию
• Обслуживание клиентов и опыт

Многие отрасли и отрасли уже используют AR для бизнес-процессов, в том числе:

• Розничная торговля. Сотрудники могут использовать дополненную реальность для адаптации и обучения. Это помогает новым сотрудникам в их будущих сделках, таких как обучение продажам, посещение торгового зала и подготовка к работе в розничной торговле. AR также может помочь клиентам протестировать продукты перед покупкой или научиться использовать их в своей среде. Это может улучшить взаимодействие или помочь клиентам решить проблемы, предоставляя полезную информацию в реальном контексте.
• Производство. Технология может предлагать пошаговые инструкции, позволяющие инструкторам давать обратную связь во время практики для лучшего запоминания. Использование смешанной реальности также позволяет сотрудникам учиться во время работы, освобождая руки для выполнения работы.
• Здравоохранение. Получение практического опыта выполнения процедур без риска является обязательным условием для медицинских работников. Дополненная реальность дает практические, но безопасные рекомендации по изучению анатомии и хирургии.
• Военный. AR интегрирован в боевую подготовку, чтобы стимулировать ситуационную и оперативную среду, чтобы солдаты знали свое время, пространство и силы.
• Автомобиль. AR может помочь в обучении и позволить специалистам исследовать текущие и будущие модели, а также их внутренние системы.

Помимо отраслевого использования, многие отрасли в настоящее время используют приложения дополненной реальности для выявления, отслеживания и решения технических проблем. Он также может помочь в других нефизических процедурах, таких как маркетинг в качестве инструмента рекламы, развлечений и мероприятий, позволяя пользователям получать информацию просто через свои телефоны.

Приступайте к работе с инструментом дополненной реальности, который поможет вам и вашей команде

По мере того, как ваша команда переходит к интеграции технологий в ваш рабочий процесс и процессы, добавление решения дополненной реальности может повысить общую производительность вашего бизнеса, максимально повышая эффективность с помощью аналитических данных, основанных на данных.

Dynamics 365 Guides включает в себя AR, чтобы помочь вам решать проблемы в режиме реального времени. Имея возможность адаптироваться с помощью руководств по обучению или повседневных процессов, вы сможете быстро решать проблемы и оптимизировать свои операции с помощью рекомендаций на рабочем месте.

Узнайте больше о руководствах Dynamics 365

носок-карандашносок-чатсок-вызов

Руководства по Dynamics 365 Mixed Reality

Чем мы можем помочь?

Свяжитесь с партнером Microsoft по телефону:

• Смотрите живую демонстрацию.

• Настройте бесплатную пробную версию.

• Получите рекомендации экспертов по трансформации бизнес-процессов.

• Узнайте о вариантах приобретения, реализации и развертывании.

Эта услуга доступна только для организаций, расположенных в США.

Спасибо за запрос на звонок

Партнер Microsoft свяжется с вами в течение четырех рабочих дней.

Нужна помощь?

Поговорите со специалистом по продажам Microsoft, чтобы получить ответы на ваши вопросы о Dynamics 365.

Теперь говорите

Дополненная реальность (AR) и виртуальная реальность (VR): в чем разница?

Термины «виртуальная реальность» и «дополненная реальность» часто используются. Шлемы виртуальной реальности, такие как Oculus Quest или Valve Index, а также приложения и игры дополненной реальности, такие как Pokemon Go, по-прежнему популярны. Они звучат похоже, и по мере развития технологий они немного перетекают друг в друга. Но это два очень разных понятия, характеристики которых легко отличают одно от другого.

---

Что такое виртуальная реальность?

Окулус Квест 2

Гарнитуры

VR полностью захватывают ваше зрение, создавая впечатление, что вы находитесь где-то еще. HTC Vive Cosmos, PlayStation VR, Oculus Quest, Valve Index и другие гарнитуры непрозрачны, блокируя ваше окружение, когда вы их носите. Если вы наденете их, когда они выключены, вы можете подумать, что у вас завязаны глаза.

Однако при включении гарнитуры ЖК-панели или OLED-панели внутри преломляются линзами, заполняя ваше поле зрения тем, что отображается. Это может быть игра, 360-градусное видео или просто виртуальное пространство интерфейсов платформ. Визуально вы попадаете туда, куда хочет гарнитура — внешний мир заменяется виртуальным.

Привязанные гарнитуры VR, такие как Index и PS VR, и автономные гарнитуры VR, такие как Quest 2, используют отслеживание движения с шестью степенями свободы (6DOF). Эта технология обеспечивается внешними датчиками или камерами (для Index и PS VR) или камерами, обращенными наружу (для Quest 2). Это означает, что гарнитуры определяют не только направление, в котором вы смотрите, но и любое движение, которое вы совершаете в этом направлении. Это, в сочетании с контроллерами движения 6DOF, позволяет вам перемещаться в виртуальном пространстве с виртуальными руками. Это пространство обычно ограничено несколькими квадратными метрами в поперечнике, но оно гораздо более захватывающее, чем просто стоять на месте и смотреть в разные стороны. Недостатком является то, что вам нужно быть осторожным, чтобы не споткнуться о какой-либо кабель, соединяющий гарнитуру с компьютером или игровой системой.

Как в играх, так и в приложениях виртуальная реальность заменяет ваше окружение, перенося вас в другие места. Где вы физически находитесь, не имеет значения. В играх вы можете сидеть в кабине истребителя. В приложениях вы можете виртуально путешествовать по отдаленным местам, как если бы вы были там. В виртуальной реальности есть масса возможностей, и все они предполагают замену всего вокруг вас чем-то другим.

---

Что такое дополненная реальность?

Microsoft ХолоЛенс

В то время как виртуальная реальность заменяет ваше видение, дополненная реальность дополняет его. Устройства дополненной реальности, такие как Microsoft HoloLens и различные «умные очки» корпоративного уровня, прозрачны, позволяя вам видеть все перед собой, как будто вы носите слабую пару солнцезащитных очков.

Технология разработана для свободного перемещения при проецировании изображения на все, на что вы смотрите. Эта концепция распространяется на смартфоны с приложениями и играми дополненной реальности, такими как Pokemon Go, которые используют камеру вашего телефона для отслеживания вашего окружения и наложения дополнительной информации поверх нее на экране.

Дисплеи дополненной реальности могут предложить как простое наложение данных, показывающее время, так и нечто более сложное, например, голограммы, парящие посреди комнаты. Pokemon Go проецирует покемона на ваш экран поверх того, на что смотрит камера. Тем временем HoloLens и другие умные очки позволяют виртуально размещать вокруг себя плавающие окна приложений и трехмерные украшения.

Эта технология имеет явный недостаток по сравнению с виртуальной реальностью: визуальное погружение. В то время как виртуальная реальность полностью покрывает и заменяет ваше поле зрения, приложения дополненной реальности отображаются только на экране вашего смартфона или планшета, и даже HoloLens может проецировать изображения только в ограниченной области перед вашими глазами. Это не очень иммерсивно, когда голограмма исчезает, как только она выходит из прямоугольника в центре вашего зрения, или когда вы должны смотреть на маленький экран, притворяясь, что объект на этом экране находится перед вами.

Рекомендовано нашими редакторами

Лучшие VR-гарнитуры 2022 года

Лучшие VR-игры 2022 года

Лучшие видеокарты для виртуальной реальности в 2021 году

Базовая дополненная реальность, которая накладывает простую информацию на то, на что вы смотрите, может отлично работать с 3DOF. Тем не менее, большинству приложений AR требуется 6DOF в той или иной форме, отслеживая ваше физическое положение, чтобы программное обеспечение могло поддерживать согласованные положения для изображений, которые оно проецирует в трехмерном пространстве. Вот почему HoloLens использует стереоскопическую камеру и расширенное распознавание образов, чтобы определить, где он находится в любое время, и почему более продвинутые смартфоны, ориентированные на AR, используют несколько камер заднего вида для отслеживания глубины.

Дополненная реальность имеет почти безграничные возможности. Программное обеспечение AR на базе телефона уже много лет распознает окружение и предоставляет дополнительную информацию о том, что оно видит, предлагая живой перевод текста или всплывающие обзоры ресторанов, когда вы смотрите на них. Специализированные гарнитуры дополненной реальности, такие как HoloLens, могут еще больше, позволяя вам виртуально размещать различные приложения в виде плавающих окон вокруг вас. Они фактически дают вам модульную вычислительную установку с несколькими мониторами.

В настоящее время технология дополненной реальности широко доступна только на смартфонах и не имеет аспекта расширения зрения, характерного для дисплеев дополненной реальности корпоративного уровня. Это означает, что AR все еще очень ограничен, пока не будет выпущена потребительская AR-гарнитура.

Волшебный прыжок первый

---

Разница между AR и VR

Виртуальная реальность и дополненная реальность выполняют две очень разные задачи двумя совершенно разными способами, несмотря на схожий дизайн их устройств. Виртуальная реальность заменяет реальность, перенося вас куда-то еще. AR добавляет реальности, проецируя информацию поверх того, что вы уже видите. Обе они являются мощными технологиями, которым еще только предстоит произвести впечатление на потребителей, но они обещают многообещающие результаты. Они могут полностью изменить то, как мы будем использовать компьютеры в будущем, но пока никто не может догадаться, будет ли успешным один из них или оба.

Получите наши лучшие истории!

Подпишитесь на Что нового сейчас , чтобы каждое утро получать наши главные новости на ваш почтовый ящик.

Этот информационный бюллетень может содержать рекламу, предложения или партнерские ссылки. Подписка на информационный бюллетень означает ваше согласие с нашими Условиями использования и Политикой конфиденциальности. Вы можете отказаться от подписки на информационные бюллетени в любое время.

Спасибо за регистрацию!

Ваша подписка подтверждена. Следите за своим почтовым ящиком!

Подпишитесь на другие информационные бюллетени

Почему каждой организации нужна стратегия дополненной реальности

Существует фундаментальный разрыв между огромным количеством доступных нам цифровых данных и физическим миром, в котором мы их применяем. В то время как реальность трехмерна, богатые данные, которыми мы теперь располагаем, чтобы информировать нас о наших решениях и действиях, остаются запертыми на двумерных страницах и экранах. Эта пропасть между реальным и цифровым миром ограничивает нашу способность использовать в своих интересах поток информации и идей, производимых миллиардами интеллектуальных подключенных продуктов (SCP) по всему миру.

Дополненная реальность, набор технологий, которые накладывают цифровые данные и изображения на физический мир, обещает заполнить этот пробел и высвободить неиспользованные и уникальные человеческие возможности. Хотя дополненная реальность все еще находится в зачаточном состоянии, она готова стать мейнстримом; по одной из оценок, расходы на технологию дополненной реальности в 2020 году составят 60 миллиардов долларов. Дополненная реальность затронет компании во всех отраслях и многие другие типы организаций, от университетов до социальных предприятий. В ближайшие месяцы и годы он изменит то, как мы учимся, принимаем решения и взаимодействуем с физическим миром. Это также изменит то, как предприятия обслуживают клиентов, обучают сотрудников, разрабатывают и создают продукты, управляют своими цепочками создания стоимости и, в конечном счете, как они конкурируют.

В этой статье мы расскажем, что такое дополненная реальность, ее развивающиеся технологии и приложения, а также почему она так важна. Его значение будет расти в геометрической прогрессии по мере распространения SCP, потому что он усиливает их способность создавать ценность и изменять конкуренцию. AR станет новым интерфейсом между людьми и машинами, соединив цифровой и физический миры. Несмотря на то, что проблемы с его развертыванием остаются, новаторские организации, такие как Amazon, Facebook, General Electric, Mayo Clinic и ВМС США, уже внедряют AR и отмечают значительное влияние на качество и производительность. Здесь мы представляем дорожную карту того, как компании должны развертывать AR, и объясняем важные варианты, с которыми они столкнутся при интеграции ее в стратегию и операции.

Что такое дополненная реальность?

Отдельные приложения дополненной реальности существуют уже несколько десятилетий, но только недавно стали доступны технологии, необходимые для раскрытия ее потенциала. По сути, AR преобразует объемы данных и аналитики в изображения или анимацию, которые накладываются на реальный мир. Сегодня большинство приложений AR доставляются с помощью мобильных устройств, но все чаще доставка будет осуществляться с помощью носимых устройств без помощи рук, таких как дисплеи на голове или умные очки. Хотя многие люди знакомы с простыми развлекательными приложениями AR, такими как фильтры Snapchat и игра Pokémon Go, AR применяется гораздо более последовательно как в потребительских, так и в бизнес-средах. Например, «проекционные» дисплеи с дополненной реальностью, которые отображают навигацию, предупреждение о столкновении и другую информацию прямо в поле зрения водителя, теперь доступны в десятках моделей автомобилей. Носимые AR-устройства для фабричных рабочих, которые накладывают инструкции по сборке или обслуживанию, тестируются в тысячах компаний. AR дополняет или заменяет традиционные руководства и методы обучения все более быстрыми темпами.

В более широком смысле, дополненная реальность обеспечивает новую парадигму доставки информации, которая, как мы полагаем, окажет глубокое влияние на то, как данные структурируются, управляются и доставляются в Интернете. Хотя сеть изменила способы сбора, передачи и доступа к информации, ее модель хранения и доставки данных — страницы на плоских экранах — имеет серьезные ограничения: она требует, чтобы люди мысленно преобразовывали двухмерную информацию для использования в трехмерном мире. Это не всегда легко, как знает любой, кто использовал руководство по ремонту офисного копировального аппарата. Накладывая цифровую информацию непосредственно на реальные объекты или среды, AR позволяет людям обрабатывать физическое и цифровое одновременно, избавляя от необходимости мысленно связывать их. Это улучшает нашу способность быстро и точно усваивать информацию, принимать решения и выполнять необходимые задачи быстро и эффективно.

Посмотрите это видео, чтобы узнать, на что способно бесплатное приложение дополненной реальности HBR. Затем, чтобы лично убедиться в этом, загрузите его из App Store (iOS) или Google Play (Android) и наведите свое мобильное устройство на целевые изображения в ноябрьско-декабрьском номере журнала или в перепечатке этой статьи.

Загрузка…

Дисплеи

AR в автомобилях — яркая тому иллюстрация. До недавнего времени водители, использующие GPS-навигацию, должны были смотреть на карту на плоском экране, а затем выяснять, как применить ее в реальном мире. Например, чтобы свернуть с оживленного поворота, водителю нужно было перевести взгляд с дороги на экран и мысленно соединить изображение на карте с нужным поворотом. Проекционные дисплеи с дополненной реальностью накладывают навигационные изображения прямо на то, что водитель видит через лобовое стекло. Это снижает умственные усилия по применению информации, предотвращает отвлечение внимания и сводит к минимуму ошибки водителя, позволяя людям сосредоточиться на дороге.

AR делает успехи на потребительских рынках, но его растущее влияние на производительность человека еще больше в промышленных условиях. Рассмотрим, как компания Newport News Shipbuilding, которая проектирует и строит авианосцы ВМС США, использует дополненную реальность ближе к концу своего производственного процесса для проверки корабля, маркируя стальные конструкции для удаления, которые не являются частью готового авианосца. Исторически сложилось так, что инженерам приходилось постоянно сравнивать реальный корабль со сложными двухмерными чертежами. Но с AR теперь они могут видеть окончательный дизайн, наложенный на корабль, что сокращает время проверки на 96% — с 36 часов до 90 минут. В целом для производственных задач с использованием дополненной реальности типична экономия времени на 25 % и более.

Ключевые возможности AR

Как мы объясняли ранее (см. «Как умные, подключенные к сети продукты меняют конкуренцию», HBR, ноябрь 2014 г.), SCP, распространяющиеся по нашим домам, рабочим местам и фабрикам, позволяют пользователям контролировать работу продуктов и условиях в режиме реального времени, удаленно контролировать и настраивать операции с продуктом, а также оптимизировать производительность продукта, используя данные в реальном времени. А в некоторых случаях интеллект и связь позволяют SCP быть полностью автономными.

AR значительно увеличивает ценность этих возможностей. В частности, это улучшает то, как пользователи визуализируют и, следовательно, получают доступ ко всем новым данным мониторинга, как они получают и следуют инструкциям и указаниям по работе с продуктом и даже как они сами взаимодействуют с продуктами и контролируют их.

Визуализация.

Приложения дополненной реальности обеспечивают своего рода рентгеновское зрение, раскрывая внутренние особенности, которые иначе было бы трудно увидеть. Например, в компании AccuVein, производящей медицинское оборудование, технология дополненной реальности преобразует тепловую сигнатуру вен пациента в изображение, накладываемое на кожу, что облегчает врачам поиск вен. Это значительно повышает вероятность успеха забора крови и других сосудистых процедур. AR более чем в три раза увеличивает вероятность успешного укола иглой с первой попытки и снижает потребность в «эскалации» (например, вызове помощи) на 45%.

Bosch Rexroth, глобальный поставщик силовых агрегатов и элементов управления, используемых в производстве, использует визуализацию с улучшенной дополненной реальностью, чтобы продемонстрировать конструкцию и возможности своего интеллектуального, подключенного гидравлического силового агрегата CytroPac. Приложение дополненной реальности позволяет клиентам видеть трехмерные изображения внутренних насосов и вариантов охлаждения устройства в различных конфигурациях, а также то, как подсистемы сочетаются друг с другом.

Visualize

Демонстрация в демонстрационном зале AR, разработанная Microsoft и Volvo, обеспечивает рентгеновское изображение двигателя и ходовой части автомобиля.

Инструктировать и направлять.

AR уже переосмысливает обучение, обучение и коучинг. Эти важнейшие функции, повышающие производительность труда, по своей природе являются дорогостоящими и трудоемкими и часто дают неравномерные результаты. Например, письменные инструкции по сборке часто трудны и требуют много времени для выполнения. Стандартные учебные видеоролики не интерактивны и не могут адаптироваться к индивидуальным потребностям обучения. Очное обучение стоит дорого и требует, чтобы студенты и преподаватели встречались в одном месте, иногда неоднократно. И если оборудование, о котором учат студентов, недоступно, им может потребоваться дополнительная подготовка, чтобы перенести то, что они узнали, в реальный контекст.

AR решает эти проблемы, предоставляя в режиме реального времени пошаговые визуальные инструкции на месте по таким задачам, как сборка продукта, работа машины и комплектация склада. Например, сложные двухмерные схематические представления процедуры в руководстве становятся интерактивными трехмерными голограммами, которые проводят пользователя через необходимые процессы. Мало что остается для воображения или интерпретации.

Инструктаж и руководство

Сотрудник компании Agco, производящей сельскохозяйственное оборудование, просматривает инструкции AR по работе с блоком гидравлических клапанов трактора.

Клинт Форд

В Boeing обучение AR оказало огромное влияние на производительность и качество сложных процедур производства самолетов. В одном из исследований компании Boeing с помощью дополненной реальности обучаемые прошли 50 шагов, необходимых для сборки секции крыла самолета, состоящей из 30 деталей. С помощью AR стажеры выполнили работу на 35% быстрее, чем стажеры, использующие традиционные 2-D чертежи и документацию. А количество стажеров с небольшим или нулевым опытом, которые смогли правильно выполнить операцию с первого раза, увеличилось на 9 человек.0%.

По своей сути, сила дополненной реальности зависит от того, как люди обрабатывают информацию. Мы получаем информацию через каждое из наших пяти чувств, но с разной скоростью. Зрение дает нам большую часть информации на сегодняшний день: по оценкам, от 80% до 90% информации, которую люди получают, получают доступ через зрение.

Способность поглощать и обрабатывать информацию ограничена нашими умственными способностями. Спрос на эту способность называется «когнитивной нагрузкой». Каждая умственная задача, которую мы берем на себя, уменьшает способность, доступную для других одновременных задач.

Когнитивная нагрузка зависит от умственных усилий, необходимых для обработки определенного типа информации. Например, чтение инструкций с экрана компьютера и выполнение их создает большую когнитивную нагрузку, чем слушание тех же инструкций, потому что буквы должны быть переведены в слова, а слова интерпретированы. Когнитивная нагрузка также зависит от «когнитивной дистанции» или разрыва между формой, в которой представлена ​​информация, и контекстом, в котором она применяется. Подумайте, что происходит, когда кто-то обращается к смартфону за указаниями во время вождения. Водитель должен получать информацию с экрана, сохранять эту информацию в рабочей памяти, преобразовывать указания в физическую среду перед ним, а затем действовать в соответствии с этими указаниями, управляя автомобилем. Существует значительная когнитивная дистанция между цифровой информацией на экране и физическим контекстом, в котором эта информация применяется. Преодоление этой дистанции создает когнитивную нагрузку.

Сочетание скорости, с которой информация передается и усваивается, и когнитивной дистанции, связанной с ее применением, лежат в основе часто повторяемой фразы «Картинка стоит тысячи слов». Когда мы смотрим на физический мир, мы почти мгновенно поглощаем огромное количество разнообразной информации. Точно так же изображение или картинка, которые накладываются на информацию о физическом мире, помещая ее в контекст для нас, сокращают когнитивную дистанцию ​​и минимизируют когнитивную нагрузку.

Это объясняет, почему дополненная реальность так эффективна. Нет лучшего графического пользовательского интерфейса, чем физический мир, который мы видим вокруг себя, когда он дополнен цифровым наложением соответствующих данных и указаний, где и когда они необходимы. AR устраняет зависимость от вырванной из контекста и сложной для обработки двумерной информации на страницах и экранах, одновременно значительно улучшая нашу способность понимать и применять информацию в реальном мире.

Взаимодействие.

Традиционно люди использовали физические элементы управления, такие как кнопки, ручки и, в последнее время, встроенные сенсорные экраны для взаимодействия с продуктами. С появлением SCP приложения для мобильных устройств все чаще заменяют физическое управление и позволяют пользователям управлять продуктами удаленно.

AR выводит пользовательский интерфейс на совершенно новый уровень. Виртуальную панель управления можно наложить непосредственно на продукт и управлять ею с помощью гарнитуры дополненной реальности, жестов рук и голосовых команд. Вскоре пользователи, носящие умные очки, смогут просто смотреть на продукт или указывать на него, чтобы активировать виртуальный пользовательский интерфейс и управлять им. Например, рабочий в умных очках сможет обойти ряд заводских машин, увидеть параметры их производительности и настроить каждую машину, не касаясь ее физически.

Взаимодействующие возможности AR все еще находятся в зачаточном состоянии в коммерческих продуктах, но являются революционными. Reality Editor, приложение дополненной реальности, разработанное группой Fluid Interfaces в Media Lab Массачусетского технологического института, дает представление о том, как оно быстро развивается. Редактор Reality позволяет легко добавить интерактивную дополненную реальность к любому объекту SCP. С его помощью люди могут наводить смартфон или планшет на SCP (или, в конечном итоге, смотреть на него через умные очки), «видеть» его цифровые интерфейсы и возможности, которые можно запрограммировать, и связывать эти возможности с жестами рук или голосом. команды или даже к другому смарт-продукту. Например, Reality Editor может позволить пользователю видеть элементы управления умной лампочкой для цвета и интенсивности и настраивать голосовые команды, такие как «яркость» и «настроение», для их активации. Или различные настройки лампочки могут быть связаны с кнопками на интеллектуальном выключателе света, который пользователь может разместить в любом удобном месте.

Загрузка…

Технологии, лежащие в основе этих возможностей, все еще развиваются, но точность голосовых команд в шумной среде повышается, а отслеживание жестов и взглядов происходит быстро. GE уже протестировала использование голосовых команд в приложениях дополненной реальности, которые позволяют заводским рабочим выполнять сложные процессы подключения ветряных турбин, и добилась увеличения производительности на 34%.

Сочетание дополненной реальности и виртуальной реальности

9Хорошо известный родственник 0002 AR, виртуальная реальность, является дополняющей, но отличной технологией. В то время как дополненная реальность накладывает цифровую информацию на физический мир, виртуальная реальность заменяет физическую реальность созданной компьютером средой. Хотя виртуальная реальность используется в основном для развлекательных приложений, она также может воспроизводить физические настройки для целей обучения. Это особенно полезно, когда используемые настройки являются опасными или удаленными. Или, если оборудование, необходимое для обучения, недоступно, VR может погружать техников в виртуальную среду, используя голограммы оборудования. Поэтому, когда это необходимо, виртуальная реальность добавляет четвертую возможность — моделирование — к основным возможностям дополненной реальности по визуализации, обучению и взаимодействию.

Дополненная реальность будет применяться в бизнесе гораздо шире, чем виртуальная. Но в некоторых случаях сочетание AR и VR позволит пользователям преодолеть расстояние (путем имитации далеких мест), время (воспроизводя исторические контексты или моделируя возможные будущие ситуации) и масштаб (позволяя пользователям взаимодействовать с окружающей средой, которая либо слишком малы или слишком велики для прямого опыта). Более того, объединение людей в общих виртуальных средах может улучшить понимание, командную работу, общение и принятие решений.

Компания Ford, например, использует виртуальную реальность для создания виртуальной мастерской, где географически разбросанные инженеры могут совместно работать над голограммами прототипов автомобилей в режиме реального времени. Участники могут ходить и заходить внутрь этих трехмерных голограмм в натуральную величину, решая, как уточнить детали дизайна, такие как положение рулевого колеса, угол наклона приборной панели и расположение приборов и органов управления, без необходимости строить дорогой физический прототип и собрать всех в одном месте для его изучения.

Министерство внутренней безопасности США делает еще один шаг вперед, объединяя инструкции AR с симуляциями VR для обучения персонала действиям в чрезвычайных ситуациях, таких как взрывы. Это снижает затраты и — в тех случаях, когда обучение в реальных условиях может быть опасным — риск. Многонациональная энергетическая компания BP накладывает процедуры обучения с дополненной реальностью на симуляции виртуальной реальности, которые воспроизводят определенные условия бурения, такие как температура, давление, топография и океанские течения, и которые инструктируют команды по операциям и помогают им отрабатывать скоординированные действия в чрезвычайных ситуациях без больших затрат или риска.

 

Как AR создает ценность

AR создает ценность для бизнеса двумя основными способами: во-первых, становясь частью самих продуктов, и, во-вторых, повышая производительность по всей цепочке создания ценности — в разработке продукта, производстве, маркетинге, обслуживании, и многие другие направления.

AR в качестве функции продукта.

Возможности AR играют роль в растущем дизайне, направленном на создание лучших пользовательских интерфейсов и эргономики. То, как продукты передают пользователям важную информацию об эксплуатации и безопасности, становится все более отличительной чертой (вспомните, как мобильные приложения дополняют или заменяют встроенные экраны в таких продуктах, как аудиоплееры Sonos). AR готова быстро улучшить такие интерфейсы.

Специализированные дисплеи на лобовом стекле с дополненной реальностью, которые лишь недавно были внедрены в автомобили, в течение многих лет были ключевой особенностью элитных военных продуктов, таких как истребители, а также были приняты в коммерческих самолетах. Эти типы дисплеев слишком дороги и громоздки, чтобы их можно было интегрировать в большинство продуктов, но носимые устройства, такие как умные очки, представляют собой прорывной интерфейс с широким спектром последствий для всех производителей. Благодаря умным очкам пользователь может видеть дисплей дополненной реальности на любом продукте, поддерживающем связь с ними.

Если вы смотрите, например, на кухонную духовку через смарт-очки, вы можете увидеть виртуальный дисплей, показывающий температуру выпечки, оставшееся время на таймере и рецепт, которому вы следуете. Если вы подойдете к своей машине, дисплей AR может показать вам, что она заперта, что топливный бак почти полный и что давление в левой задней шине низкое.

Поскольку пользовательский интерфейс дополненной реальности основан исключительно на программном обеспечении и предоставляется через облако, его можно персонализировать и постоянно развивать. Дополнительные затраты на обеспечение такого интерфейса невелики, и производители также могут сэкономить значительные суммы, когда удаляются традиционные кнопки, переключатели и циферблаты. Каждому производителю продукта необходимо тщательно учитывать разрушительное влияние, которое этот интерфейс следующего поколения может оказать на его предложение и конкурентное позиционирование.

AR и цепочка создания стоимости.

Эффекты AR уже можно увидеть по всей цепочке создания стоимости, но в некоторых областях они более развиты, чем в других. В целом приложения визуализации и обучения/руководства в настоящее время оказывают наибольшее влияние на деятельность компаний, в то время как возможности взаимодействия все еще только появляются и проходят пилотное тестирование.

Разработка продукта.

Хотя инженеры используют возможности автоматизированного проектирования (САПР) для создания трехмерных моделей в течение 30 лет, они были ограничены взаимодействием с этими моделями через двумерные окна на экранах своих компьютеров, что усложняет им задачу. полностью концептуализировать дизайн. AR позволяет накладывать трехмерные модели на физический мир в виде голограмм, расширяя возможности инженеров по оценке и улучшению проектов. Например, трехмерную голограмму строительной машины в натуральную величину можно расположить на земле, и инженеры могут ходить вокруг нее, заглядывать под нее и над ней и даже заходить внутрь, чтобы в полной мере оценить линии обзора и эргономику ее конструкции. дизайн в натуральную величину в предполагаемой обстановке.

AR также позволяет инженерам накладывать CAD-модели на физические прототипы, чтобы сравнить, насколько хорошо они совпадают. Volkswagen использует эту технику, которая делает визуально очевидной любую разницу между последним дизайном и прототипом, для проверки соответствия в обзорах цифрового дизайна. Это повышает точность процесса обеспечения качества, в ходе которого инженерам ранее приходилось тщательно сравнивать двухмерные чертежи с прототипами, и ускоряет его в 5–10 раз.

Мы ожидаем, что в ближайшем будущем устройства с поддержкой дополненной реальности, такие как телефоны и умные очки со встроенными камерами, акселерометрами, GPS и другими датчиками, будут все больше влиять на дизайн продукта, показывая, когда, где и как пользователи на самом деле взаимодействуют с продукт — например, как часто инициируется определенная последовательность ремонта. Таким образом, интерфейс дополненной реальности станет важным источником данных.

Производство.

В производстве процессы часто бывают сложными, требующими сотен или даже тысяч шагов, а ошибки обходятся дорого. Как мы узнали, AR может предоставлять только нужную информацию в тот момент, когда она необходима для заводских рабочих на сборочных линиях, уменьшая количество ошибок, повышая эффективность и повышая производительность.

На заводах AR также может собирать информацию от систем автоматизации и управления, вторичных датчиков и систем управления активами и делать видимыми важные данные мониторинга и диагностики о каждой машине или процессе. Просмотр такой информации, как эффективность и количество дефектов, в контексте помогает специалистам по техническому обслуживанию понять проблемы и побуждает заводских рабочих проводить упреждающее обслуживание, которое может предотвратить дорогостоящие простои.

Компания Iconics, специализирующаяся на программном обеспечении для автоматизации заводов и зданий, начала интегрировать дополненную реальность в пользовательские интерфейсы своих продуктов. Прикрепляя соответствующую информацию к физическому местоположению, где она будет лучше всего видна и понятна, интерфейсы дополненной реальности обеспечивают более эффективный мониторинг машин и процессов.

Логистика.

По оценкам, складские операции составляют около 20 % всех логистических затрат, а сбор товаров с полок составляет до 65 % складских затрат. На большинстве складов рабочие по-прежнему выполняют эту задачу, просматривая бумажный список вещей, которые нужно собрать, а затем ищут их. Этот метод медленный и подвержен ошибкам.

Логистический гигант DHL и растущее число других компаний используют дополненную реальность для повышения эффективности и точности процесса комплектования. Инструкции дополненной реальности направляют рабочих к каждому продукту, который нужно вытащить, а затем предлагают лучший маршрут к следующему продукту. В DHL этот подход привел к уменьшению количества ошибок, повышению вовлеченности сотрудников и повышению производительности на 25 %. В настоящее время компания внедряет сбор заказов с помощью AR по всему миру и тестирует, как AR может улучшить другие типы складских операций, например, оптимизировать положение товаров и машин в макетах. Intel также использует AR на складах и достигла 29% сокращение времени подбора, при этом частота ошибок падает почти до нуля. А приложение дополненной реальности позволяет новым сотрудникам Intel сразу же достигать скорости комплектования на 15 % быстрее, чем у сотрудников, прошедших только традиционное обучение.

Маркетинг и продажи.

AR пересматривает концепцию демонстрационных залов и демонстраций продуктов и меняет качество обслуживания клиентов. Когда клиенты могут виртуально увидеть, как продукты будут выглядеть или функционировать в реальных условиях, прежде чем покупать их, у них будут более точные ожидания, больше уверенности в своих решениях о покупке и большее удовлетворение продуктом. В будущем AR может даже полностью снизить потребность в обычных магазинах и выставочных залах.

Когда продукты могут быть сконфигурированы с различными функциями и опциями, что может усложнить и удорожить их хранение, дополненная реальность становится особенно ценным маркетинговым инструментом. Компания по производству строительных материалов AZEK, например, использует дополненную реальность, чтобы показать подрядчикам и потребителям, как выглядят ее настилы и брусчатка в различных цветах и ​​компоновках. Клиенты также могут видеть симуляции в контексте: если вы посмотрите на дом через телефон или планшет, приложение AR может добавить к нему террасу. Этот опыт снижает любую неуверенность, которую клиенты могут испытывать в отношении своего выбора, и сокращает цикл продаж.

В электронной коммерции приложения дополненной реальности позволяют онлайн-покупателям загружать голограммы продуктов. И Wayfair, и IKEA предлагают библиотеки с тысячами 3D-изображений продуктов и приложения, которые интегрируют их в представление реальной комнаты, позволяя покупателям увидеть, как мебель и декор будут смотреться в их домах. IKEA также использует свое приложение для сбора важных данных о предпочтениях продуктов в разных регионах.

Послепродажное обслуживание.

Это функция, в которой дополненная реальность демонстрирует огромный потенциал для раскрытия возможностей SCP по созданию ценности. AR помогает техническим специалистам, обслуживающим клиентов на местах, почти так же, как и рабочим на фабриках: показывая данные прогнозной аналитики, генерируемые продуктом, визуально помогая им в процессе ремонта в режиме реального времени и связывая их с удаленными экспертами, которые могут помочь оптимизировать процедуры. Например, панель управления дополненной реальностью может показать выездному специалисту, что конкретная часть машины, скорее всего, выйдет из строя в течение месяца, что позволит техническому специалисту упредить проблему для клиента, заменив ее сейчас.

В KPN, европейском поставщике телекоммуникационных услуг, выездные инженеры, проводящие удаленный ремонт или ремонт на месте, используют умные очки AR для просмотра данных истории обслуживания продукта, диагностики и информационных панелей с информацией о местоположении. Эти дисплеи с дополненной реальностью помогают им принимать более обоснованные решения о том, как решать проблемы, снижая общие затраты для сервисных групп на 11%, снижая количество рабочих ошибок на 17% и повышая качество ремонта.

AR значительно снижает количество ошибок и повышает производительность на заводах.

Компания Xerox использовала AR для связи инженеров на местах с экспертами вместо предоставления руководств по обслуживанию и поддержки по телефону. Количество исправлений с первого раза увеличилось на 67%, а эффективность работы инженеров подскочила на 20%. Между тем, среднее время, необходимое для решения проблем, сократилось на два часа, поэтому потребности в персонале сократились. Теперь Xerox использует AR для прямой связи удаленных технических экспертов с клиентами. Это увеличило на 76% скорость, с которой технические проблемы решаются клиентами без какой-либо помощи на месте, сокращая командировочные расходы для Xerox и сводя к минимуму время простоя для клиентов. Возможно, неудивительно, что уровень удовлетворенности клиентов Xerox вырос до 9 баллов.5%.

Человеческие ресурсы.

Первые сторонники дополненной реальности, такие как DHL, ВМС США и Boeing, уже открыли для себя возможности пошагового визуального обучения сотрудников по запросу с помощью дополненной реальности. AR позволяет адаптировать инструкции к опыту конкретного работника или отражать распространенность конкретных ошибок. Например, если кто-то неоднократно совершает одну и ту же ошибку, от него могут потребовать использовать поддержку AR, пока качество его работы не улучшится. В некоторых компаниях дополненная реальность сократила время обучения новых сотрудников определенным видам работ почти до нуля и снизила требования к навыкам для новых сотрудников.

Это особенно выгодно для компании по доставке посылок DHL, которая сталкивается с резким ростом спроса в пиковые сезоны и сильно зависит от эффективного найма и обучения временных работников. Предоставляя обучение в режиме реального времени и практическое руководство по навигации на складах и правильной упаковке и сортировке материалов, дополненная реальность уменьшила потребность DHL в традиционных инструкторах и увеличила скорость адаптации новых сотрудников.

AR и Strategy

AR окажут широкое влияние на конкурентоспособность компаний. Как мы объясняли в наших предыдущих статьях HBR, SCP меняют структуру почти всех отраслей, а также характер конкуренции внутри них, часто расширяя границы отрасли. SCP дают производителям новый стратегический выбор, начиная от того, какую функциональность использовать и как управлять правами на данные и безопасностью, и заканчивая тем, следует ли расширять спектр продуктов компании и конкурировать в интеллектуальных системах.

Растущее проникновение AR, наряду с его мощью в качестве человеческого интерфейса с технологиями SCP, поднимает некоторые новые стратегические вопросы. В то время как ответы будут отражать бизнес каждой компании и уникальные обстоятельства, дополненная реальность будет становиться все более и более неотъемлемой частью стратегии каждой фирмы.

Вот основные вопросы, с которыми сталкиваются компании:

1. Каков спектр возможностей дополненной реальности в отрасли и в какой последовательности их следует использовать?

Компании должны взвесить потенциальное влияние дополненной реальности на клиентов, возможности продукта и цепочку создания стоимости.

2. Как дополненная реальность усилит дифференциацию продукта компании?

AR открывает несколько путей дифференциации. Он может создавать сопутствующие впечатления, которые расширяют возможности продуктов, предоставляют клиентам больше информации и повышают лояльность к продукту. Интерфейсы дополненной реальности, улучшающие функциональность продуктов или простоту их использования, могут быть важными отличиями, как и те, которые существенно улучшают поддержку продуктов, обслуживание и время безотказной работы. А способность AR предоставлять новые виды отзывов о том, как клиенты используют продукты, может помочь компаниям раскрыть дополнительные возможности для дифференциации продуктов.

Правильный путь дифференциации будет зависеть от существующей стратегии компании; что делают конкуренты; темпы развития технологий, особенно аппаратного обеспечения.

3. Где дополненная реальность окажет наибольшее влияние на снижение затрат?

AR обеспечивает новые возможности повышения эффективности, которые должна исследовать каждая фирма. Как мы уже отмечали, это может значительно снизить стоимость обучения, обслуживания, сборки, проектирования и других частей цепочки создания стоимости. Это также может существенно сократить производственные затраты за счет сокращения потребности в физических интерфейсах.

Каждой компании необходимо расставить приоритеты в усилиях по сокращению затрат с помощью дополненной реальности таким образом, чтобы это соответствовало ее стратегическому положению. Фирмы со сложными продуктами должны будут извлечь выгоду из превосходного и недорогого интерфейса AR, в то время как многие производители товаров сосредоточатся на операционной эффективности по всей цепочке создания стоимости. В потребительской промышленности и розничной торговле приложения визуализации, связанные с маркетингом, являются наиболее вероятной отправной точкой. В производстве инструктирующие приложения достигают самой быстрой отдачи, устраняя неэффективность в проектировании, производстве и обслуживании. А возможности взаимодействия с дополненной реальностью, хотя и все еще появляются, будут важны во всех отраслях с продуктами, которые имеют возможности настройки и сложные возможности управления.

4. Должна ли компания сделать проектирование и развертывание дополненной реальности своим основным преимуществом, или будет достаточно аутсорсинга или партнерства?

Многие фирмы изо всех сил пытаются получить доступ к цифровым талантам, необходимым для разработки AR, которых не хватает. Одним из самых востребованных навыков является пользовательский опыт или дизайн пользовательского интерфейса (UX/UI). Крайне важно представлять трехмерную цифровую информацию таким образом, чтобы ее было легко воспринимать и использовать; компании хотят избежать создания потрясающего, но бесполезного AR-опыта, который противоречит его основной цели. Для эффективного использования дополненной реальности также требуется правильный контент, поэтому люди, которые знают, как его создавать и управлять им — еще один новый навык, — также имеют решающее значение. Возможности цифрового моделирования и знания о том, как их применять в приложениях дополненной реальности, также являются ключевыми.

Мы ожидаем, что со временем компании создадут команды, занимающиеся AR, точно так же, как они создавали такие команды для создания и запуска веб-сайтов в 1990-х и 2000-х годах. Потребуются специальные команды для создания инфраструктуры, которая позволит этой новой среде процветать, а также для разработки и поддержки контента дополненной реальности. Многие фирмы начали развивать навыки работы с дополненной реальностью самостоятельно, но немногие еще не освоили их.

Вопрос о том, нанимать ли и обучать ли сотрудников дополненной реальности или сотрудничать с компаниями, специализирующимися на разработке программного обеспечения и услуг, остается открытым для многих. У некоторых компаний нет другого выбора, кроме как рассматривать таланты AR как стратегический актив и инвестировать в его приобретение и развитие, учитывая потенциально большое влияние AR на конкуренцию в их бизнесе. Однако, если AR важна, но не необходима для конкурентного преимущества, фирмы могут сотрудничать со специализированным программным обеспечением и компаниями, оказывающими услуги, чтобы использовать внешние таланты и технологии.

Проблемы, время и затраты, связанные с созданием полного набора технологий дополненной реальности, которые мы описали, значительны, и специализация всегда проявляется в каждом компоненте. На ранних этапах AR количество поставщиков технологий и услуг было ограничено, и компании создавали внутренние возможности. Тем не менее, начинают появляться лучшие в своем классе поставщики AR с готовыми решениями, и внутренним усилиям будет все труднее идти в ногу с ними.

5. Как дополненная реальность изменит общение с заинтересованными сторонами?

AR дополняет существующие подходы к печатным и двумерным цифровым коммуникациям, а в некоторых случаях может полностью их заменить. Тем не менее, мы рассматриваем AR как нечто большее, чем просто еще один канал связи. Это принципиально новый способ взаимодействия с людьми. Просто подумайте о новом способе, которым он помогает людям усваивать информацию и инструкции и действовать в соответствии с ними.

Сеть, которая началась как способ обмена техническими отчетами, в конечном итоге изменила бизнес, образование и социальное взаимодействие. Мы ожидаем, что AR сделает то же самое для общения, изменив его намного дальше, чем мы можем себе представить сегодня. Компании должны будут творчески подумать о том, как они могут использовать этот зарождающийся канал.

Развертывание AR

Приложения AR уже тестируются и внедряются в продукты и по всей цепочке создания стоимости, и их количество и масштабы будут только расти.

Каждой компании нужна дорожная карта внедрения, в которой указано, как организация начнет использовать преимущества дополненной реальности в своем бизнесе, одновременно создавая возможности, необходимые для расширения ее использования. При определении последовательности и темпов внедрения компании должны учитывать как технические проблемы, так и задействованные организационные навыки, которые варьируются от контекста к контексту. В частности, организациям необходимо ответить на пять ключевых вопросов:

1. Какие возможности разработки потребуются?

Некоторые возможности дополненной реальности более сложны, чем другие. Опыт, который позволяет людям визуализировать продукты в различных конфигурациях или настройках, например, созданный IKEA, Wayfair и AZEK, является относительно простой отправной точкой для компаний. Потребителей просто нужно поощрять загружать и запускать приложения AR, и для их использования требуется только мобильное устройство.

Инструкционные приложения, подобные тем, которые Boeing и GE используют в производстве, сложнее создавать и использовать. Им требуется способность разрабатывать и поддерживать динамический трехмерный цифровой контент, и часто они получают большую пользу от использования головных дисплеев или умных очков, которые все еще находятся на ранних стадиях разработки.

Приложения, создающие интерактивные возможности и создающие значительную ценность как для потребителей, так и для бизнеса, являются самыми сложными в разработке. Они также включают в себя менее зрелые технологии, такие как распознавание голоса или жестов, и необходимость интеграции с программным обеспечением, управляющим SCP. Большинство компаний начинают со статических визуализаций трехмерных моделей, но им следует наращивать потенциал для быстрого перехода к динамичному учебному процессу, который имеет большее стратегическое значение.

2. Как организациям следует создавать цифровой контент?

Для любого опыта дополненной реальности, от самого простого до самого сложного, требуется контент. В некоторых случаях можно перепрофилировать существующий цифровой контент, например дизайн продукта. Однако со временем с нуля необходимо создавать более сложные, динамичные контекстуальные взаимодействия, что требует специальных знаний.

Простые приложения, такие как каталог мебели с дополненной реальностью, могут нуждаться только в основных представлениях продуктов. Однако более сложные приложения бизнес-инструкций, например те, которые используются для ремонта машин, потребуют точных и очень подробных цифровых представлений продуктов. Компании могут создавать их, адаптируя модели САПР, используемые при разработке продуктов, или используя методы оцифровки, такие как трехмерное сканирование. Самые сложные AR-приложения также должны получать потоки данных в реальном времени из корпоративных бизнес-систем, SCP или внешних источников данных и интегрировать их в контент. Чтобы подготовиться к расширению портфеля дополненной реальности, компаниям следует провести инвентаризацию существующих трехмерных цифровых ресурсов в САПР и в других местах и ​​инвестировать в возможности цифрового моделирования.

3. Как приложения дополненной реальности будут распознавать физическую среду?

Чтобы точно наложить цифровую информацию на физический мир, технологии дополненной реальности должны распознавать то, на что они смотрят. Самый простой подход — определить местоположение устройства дополненной реальности, используя, скажем, GPS, и показать соответствующую информацию для этого местоположения, не привязывая ее к конкретному объекту. Это известно как «незарегистрированный» опыт дополненной реальности. Навигационные дисплеи транспортных средств обычно работают таким образом.

Более ценные «зарегистрированные» переживания привязывают информацию к конкретным объектам. Они могут сделать это с помощью маркеров, таких как штрих-коды, логотипы или этикетки, которые размещаются на объектах и ​​сканируются пользователем с помощью устройства дополненной реальности. Однако более мощный подход использует технологию, которая распознает объекты, сравнивая их форму с каталогом трехмерных моделей. Это позволяет техническому специалисту, например, мгновенно распознавать и взаимодействовать с любым типом оборудования, за обслуживание которого он или она отвечает, и делать это под любым углом. Хотя маркеры являются хорошей отправной точкой, технологии распознавания форм быстро развиваются, и организациям потребуется возможность использовать их для доступа ко многим наиболее ценным приложениям AR.

4. Какое оборудование дополненной реальности требуется?

Впечатления от дополненной реальности, ориентированные на широкую потребительскую аудиторию, обычно разрабатывались для смартфонов, благодаря их простоте и повсеместности. Для более сложных задач компании используют планшеты с большими экранами, улучшенной графикой и большей вычислительной мощностью. Поскольку проникновение планшетов ниже, компании часто предоставляют их пользователям. Для некоторых дорогостоящих приложений, особенно в самолетах и ​​автомобилях, производители встраивают в свои продукты специальные AR-дисплеи, что является дорогостоящим подходом.

Однако со временем для большинства приложений AR для обслуживания, производства и даже интерфейсов продуктов потребуются наголовные дисплеи, освобождающие руки пользователей. В настоящее время эта технология является незрелой и дорогой, но мы ожидаем, что недорогие смарт-очки станут широко доступны в ближайшие несколько лет и сыграют важную роль в раскрытии полной мощности дополненной реальности. Microsoft, Google и Apple теперь предлагают технологии дополненной реальности, оптимизированные для их собственных устройств. Тем не менее, большинству организаций следует использовать кроссплатформенный подход, который позволяет развертывать возможности дополненной реальности на телефонах и планшетах разных марок, и должны быть уверены, что они готовы к использованию смарт-очков, когда они поступят в продажу. (См. «Битва умных очков».)

5. Что выбрать: модель разработки программного обеспечения или модель публикации контента?

Многие ранние возможности дополненной реальности предоставлялись через автономные программные приложения, которые вместе с цифровым контентом загружались на телефон или планшет. Такой подход обеспечивает надежную работу с высоким разрешением и позволяет организациям создавать приложения, не требующие подключения к Интернету. Проблема с этой моделью заключается в том, что любое изменение в работе с дополненной реальностью требует, чтобы разработчики программного обеспечения переписывали приложение, что может привести к дорогостоящим узким местам.

Новая альтернатива использует коммерческое программное обеспечение для публикации дополненной реальности для создания содержимого дополненной реальности и размещения его в облаке. Затем опыт дополненной реальности можно загрузить по запросу с помощью универсального приложения, работающего на устройстве дополненной реальности. Как и контент веб-сайта, контент AR можно обновлять или дополнять без изменения самого программного обеспечения — важное преимущество, когда речь идет о больших объемах информации и частых изменениях контента. Модель публикации контента станет общепринятой, поскольку все больше и больше машин и продуктов включают в себя взаимодействие и управление дополненной реальностью в реальном времени. Возможность публикации контента необходима для масштабирования AR в масштабах всей организации.

Более широкое влияние

Цифровая революция с ее SCP и взрывным ростом данных высвобождает производительность и раскрывает ценность во всей экономике. Все чаще ограничение заключается не в недостатке данных и знаний, а в том, как их усваивать и действовать на их основе, другими словами, в интерфейсе с людьми. AR становится ведущим решением этой проблемы.

В то же время быстрое развитие машинного обучения и автоматизации вызывает серьезные опасения по поводу возможностей человека. Хватит ли рабочих мест для всех, особенно для людей без дополнительного образования и знаний? В мире искусственного интеллекта и роботов люди устареют?

Легко сделать вывод, что новые технологии сокращают возможности человека. Тем не менее новые изобретения веками заменяли человеческий труд и приводили к росту занятости, а не ее снижению. Технологии резко повысили нашу производительность и уровень жизни. Это привело к появлению новых видов предложений, отвечающих новым потребностям и требующих новых типов работников. Многие из сегодняшних рабочих мест связаны с продуктами и услугами, которых даже не существовало сто лет назад. Урок истории состоит в том, что сегодняшняя цифровая революция породит новые волны инноваций и новые виды работы, которые мы пока не можем себе представить.

Роль людей в этом будущем понимают неправильно. У людей есть уникальные сильные стороны, которые машины и алгоритмы не смогут воспроизвести в ближайшее время. У нас есть сложные моторные навыки — намного превосходящие то, на что сегодня способны роботы, — которые позволяют нам выполнять тонкие манипуляции, необходимые, скажем, для замены детали машины или подключения турбины. Даже относительно менее квалифицированная работа, такая как забор крови, обрезка сада или ремонт спущенной шины, требует человеческой ловкости и не поддается автоматизации. Человеческое познание мгновенно адаптируется к новым ситуациям; люди легко приспосабливаются к тому, как они интерпретируют информацию, решают проблемы, выносят суждения и предпринимают действия в соответствии со своими обстоятельствами. Люди обладают гибкостью, воображением, интуицией и творческими способностями, которые в обозримом будущем недоступны для любой машины.

Несмотря на то, что достижения в области искусственного интеллекта и робототехники впечатляют, мы считаем, что сочетание возможностей машин с отличительными чертами человека приведет к гораздо большей производительности и созданию большей ценности, чем можно было бы создать в одиночку. Для реализации этой возможности необходим мощный человеческий интерфейс, который устраняет разрыв между цифровым и физическим мирами. Мы рассматриваем AR как историческую инновацию, которая обеспечивает это. Он помогает людям расширять свои возможности, в полной мере используя новые цифровые знания и возможности машин. Это коренным образом изменит обучение и развитие навыков, позволив людям выполнять сложную работу без длительного и дорогостоящего традиционного обучения — модель, которая сегодня недоступна для многих. Таким образом, AR позволяет людям лучше использовать цифровую революцию и все, что она может предложить.

Версия этой статьи была опубликована в выпуске Harvard Business Review за ноябрь–декабрь 2017 г. (стр. 46–57) .

Обзор систем дополненной реальности и их влияния на умственную нагрузку и выполнение задач

Обзор

. 2021 8 марта; 7 (3): e06277.

doi: 10.1016/j.heliyon.2021.e06277. Электронная коллекция 2021 март.

Нор Фарзана Сьяза Джеффри ¹ , Даянг Рохая Аванг Рамбли ¹

принадлежность

• ¹ Кафедра компьютерных информационных наук, Университет технологий PETRONAS, 32610 Сери Искандар, Перак Дарул Ридзуан, Малайзия.

• PMID: 33748449
• PMCID: PMC7969906
• DOI: 10.1016/j.heliyon.2021.e06277

Бесплатная статья ЧВК

Обзор

Нор Фарзана Сьяза Джеффри и др. Гелион. 2021 .

Бесплатная статья ЧВК

. 2021 8 марта; 7 (3): e06277.

doi: 10.1016/j.heliyon.2021.e06277. Электронная коллекция 2021 март.

Авторы

Нор Фарзана Сьяза Джеффри ¹ , Даянг Рохая Аванг Рамбли ¹

принадлежность

• ¹ Департамент компьютерных информационных наук, Технологический университет Петронас, 32610 Сери Искандар, Перак Дарул Ридзуан, Малайзия.

• PMID: 33748449
• PMCID: PMC7969906
• DOI: 10.1016/j.heliyon.2021.e06277

Абстрактный

Было показано, что системы дополненной реальности (AR) положительно влияют на умственную нагрузку и производительность задач в широком диапазоне контекстов приложений. Несмотря на интерес к умственной нагрузке и растущее число исследований, оценивающих использование дополненной реальности, еще предстоит сделать попытку определить взаимосвязь между влиянием дополненной реальности на умственную нагрузку и выполнение задач. Эта статья направлена ​​на устранение этого пробела в литературе по технологиям дополненной реальности. Лучше понимая, как дополненная реальность влияет на умственную нагрузку и выполнение задач, исследователи и разработчики могут создавать более эффективные системы дополненной реальности. Для обзора были отобраны 34 статьи, исследующие последствия использования систем дополненной реальности. Была обнаружена положительная корреляция между влиянием на умственную нагрузку и влиянием на выполнение задачи: если влияние на умственную нагрузку положительное, то влияние на выполнение задачи также, скорее всего, будет положительным, и наоборот. Было показано, что на эффективность систем дополненной реальности влияет тип используемого устройства отображения дополненной реальности, актуальность и своевременность контента, представление информации, характеристики пользователя и характеристики задач. Кроме того, в статье рассматривается использование концепции умственной нагрузки и ограничений в современной литературе.

Ключевые слова: Дополненная реальность; Системы дополненной реальности; Познавательная нагрузка; умственная нагрузка; Выполнение задач.

© 2021 Авторы.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Цифры

Рисунок 1

Гибридная модель Kantowitz-Knight…

Рисунок 1

Гибридная модель разделения внимания и времени Кантовица-Найта, при которой ограниченные возможности…

фигура 1

Гибридная модель распределения внимания и времени Кантовица-Найта, при которой источник с ограниченной емкостью питает как этап S3, так и статический распределитель мощности (SCA), который распределяет мощность между этапами S1 и S2 (от Kantowitz & Knight. Перепечатано из Acta Psychologica, 40 , Барри Х. Кантовиц, Джеймс Л. Найт, Тестирование разделения времени, II: Аудиальная вторичная задача, Страницы № 359, Copyright (1976), с разрешения Elsevier.

Рисунок 2

Краткое изложение процесса обзора литературы.

Рисунок 2

Краткое изложение процесса обзора литературы.

фигура 2

Краткое изложение процесса обзора литературы.

Рисунок 3

Схема выбора литературы.

Рисунок 3

Схема выбора литературы.

Рисунок 3

Блок-схема выбора литературы.

Рисунок 4

Количество статей, сгруппированных по…

Рисунок 4

Количество статей, сгруппированных по типам сравнительных исследований, проведенных в выбранных…

Рисунок 4

Количество статей, сгруппированных по типам сравнительных исследований, проведенных для выбранных статей.

Рисунок 5

Частота применения объективных показателей…

Рисунок 5

Частота объективных показателей, используемых в исследованиях.

Рисунок 5

Частота объективных показателей, используемых в исследованиях.

Рисунок 6

Частота применения субъективных показателей…

Рисунок 6

Частота использования субъективных показателей в статьях.

Рисунок 6

Частота использования субъективных показателей в статьях.

Рисунок 7

Частота воздействия АР…

Рисунок 7

Частота влияния использования дополненной реальности на умственную нагрузку и показатели задач…

Рисунок 7

Частота влияния использования дополненной реальности на умственную нагрузку и показатели выполнения задач, классифицированные по значимости.

Рисунок 8

Связь между эффектами на…

Рисунок 8

Взаимосвязь между влиянием на умственную нагрузку и влиянием на показатели задачи…

Рисунок 8

Взаимосвязь между влиянием на умственную нагрузку и влиянием на показатели выполнения задачи показана на отдельных графиках.

Рисунок 9

Связь между эффектами на…

Рисунок 9

Взаимосвязь между влиянием на умственную нагрузку и влиянием на показатели задачи…

Рисунок 9

Взаимосвязь между влиянием на умственную нагрузку и влиянием на показатели выполнения задачи.

Рисунок 10

Различные типы визуализации для…

Рисунок 10

Различные типы визуализации для автомобильного AR-HUD, как исследовано Болтоном и др.…

Рисунок 10

Различные типы визуализации для автомобильного AR-HUD, как исследовано Bolton et al. . (Переиздано с разрешения ACM (Association for Computing Machinery), из исследования презентаций дополненной реальности навигации на основе ориентиров с использованием проекционного дисплея, Large, David R; Burnett, Gary; Bolton, Adam, 2015; разрешение передано через Центр защиты авторских прав, Inc.)

Рисунок 11

Различные визуализации в результате…

Рисунок 11

Различные визуализации в результате сочетания высокого/низкого SPC и высокого/низкого…

Рисунок 11

Различные визуализации в результате сочетания высокого/низкого SPC и высокого/низкого EE, как исследовано Fan et al. . Перепечатано из Journal of Retailing and Consumer Services, 53, Xiaojun Fan, Zeli Chai, Nianqi Deng, Xuebing Dong, Внедрение дополненной реальности в онлайн-торговле и отношение потребителей к продуктам: когнитивная перспектива, Страницы № 8, Copyright (2020), с разрешения Elsevier.

Рисунок 12

«Схемы методов маркировки»…

Рисунок 12

«Схемы методов маркировки» согласно исследованию Kishishita et al. . ©…

Рисунок 12

«Схематическое представление методов маркировки» согласно исследованию Kishishita et al. . © 2014 IEEE. Перепечатано с разрешения из IEEE Proceedings, Analyzing Effects of the Wide field of the view of a ARed Reality Display on the search performance in splittention tasks, Naohiro Kishishita, 2014.

Рисунок 13

Примеры рисунков и контуров…

Рисунок 13

Примеры графической и контурной визуализации, исследованные Funk et al. .…

Рисунок 13

Примеры графической и контурной визуализации, исследованные Funk et al. . Маркус Функ, Андреас Бехлер, Лиана Бехлер, Оливер Корн, Кристоф Кригер, Томас Хайденрайх и Альбрехт Шмидт. 2015. Сравнение прогнозируемой обратной связи на месте на рабочем месте ручной сборки с работниками с ограниченными возможностями. В материалах 8-й Международной конференции ACM по всеобъемлющим технологиям, связанным со вспомогательными средами (PETRA ’15). Ассоциация вычислительной техники, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, статья 1, 1–8. Рис.3а и 3е. DOI: https://doi. org/10.1145/2769493.2769496.

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Похожие статьи

• Зеркало в небе: влияние формата карты и опыта пользователя на эффективность навигации и умственную нагрузку.

  Васкес Х.М., Холландс Дж.Г., Джеймисон Г.А., Агнью М.Дж. Васкес Х.М. и др. Эргономика. 2022 Апрель; 65 (4): 604-617. дои: 10.1080/00140139.2021.1976848. Epub 2022 1 марта. Эргономика. 2022. PMID: 34474659

• Дополненная реальность на промышленной сборочной линии: влияние на эффективность и умственную нагрузку.

  Друо М., Ле Биго Н., Брикар Э., Бугрене Ж.Л., Нурри В. Друо М. и соавт. Аппл Эргон. 2022 сен;103:103793. doi: 10.1016/j.apergo.2022.103793. Epub 2022 10 мая. Аппл Эргон. 2022. PMID: 35561532

• Анализ умственной нагрузки в интернет-магазинах: совместимы ли дополненная и виртуальная реальность?

  Чжао Х, Ши С, Ю Х, Цзун С. Чжао X и др. Фронт Псих. 2017 26 января; 8:71. doi: 10.3389/fpsyg.2017.00071. Электронная коллекция 2017. Фронт Псих. 2017. PMID: 28184207 Бесплатная статья ЧВК.

• Проблемы входа в метавселенную: эксперимент по влиянию расширенной реальности на рабочую нагрузку.

  Си Н, Чен Дж, Гама Ф, Риар М, Хамари Дж. Си Н и др. Инф Сист Фронт. 2022 фев 12:1-22. дои: 10.1007/s10796-022-10244-х. Онлайн перед печатью. Инф Сист Фронт. 2022. PMID: 35194390 Бесплатная статья ЧВК.

• Влияние размера цели и частоты ошибок на когнитивные потребности и стресс во время взаимодействия с дополненной реальностью.

  Киа К., Хван Дж., Ким И.С., Исхак Х., Ким Дж.Х. Киа К. и др. Аппл Эргон. 2021 ноябрь;97:103502. doi: 10.1016/j.apergo.2021.103502. Epub 2021 22 июня. Аппл Эргон. 2021. PMID: 34167014

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• AtAwAR Translate: Приложение для перевода с учетом внимания в дополненной реальности для мобильных телефонов.

  Вортманн Л.М., Вайденбах П., Путце Ф. Вортманн Л.М. и соавт. Датчики (Базель). 2022 17 августа; 22 (16): 6160. дои: 10.3390/s22166160. Датчики (Базель). 2022. PMID: 36015922 Бесплатная статья ЧВК.

• Обучение коммуникативным навыкам с использованием дистанционного медицинского моделирования с дополненной реальностью: качественное исследование осуществимости и приемлемости.

  Хесс О., Цянь Дж., Брюс Дж., Ван Э., Родригес С., Хабер Н., Карузо Т.Дж. Гесс О и др. Медицинское образование. 2022 авг. 4:1-10. doi: 10.1007/s40670-022-01598-7. Онлайн перед печатью. Медицинское образование. 2022. PMID: 35966166 Бесплатная статья ЧВК.

использованная литература

1. 1. Дешпанде А., Ким И. Влияние дополненной реальности на улучшение решения пространственных задач при сборке объектов. Доп. англ. Поставить в известность. 2018; 38: 760–775.
2. 1. Читас Д., Джонсон Э.О., Пьягкоу М., Мазаракис А., Бабис Г.К., Хронопулос Э., Николау В.С., Лазаридис Н., Нацис К. Роль дополненной реальности в анатомическом образовании: обзор. Анна. Анат. Анат. Анц. 2020;229- пабмед
3. 1. Ибаньес М. -Б., Дельгадо-Клоос К. Дополненная реальность для основного обучения: систематический обзор. вычисл. Образовательный 2018; 123:109–123.
4. 1. Амери Г., Рэнкин А., Бакстер Дж. С., Мур Дж., Ганапати С., Питерс Т. М., Чен Э. С. Разработка и оценка системы ультразвукового наведения с дополненной реальностью для спинальной анестезии: предварительные результаты. УЗИ Мед. биол. 2019;45(10):2736–2746. — пабмед
5. 1. Ни А., Онг С. Приложения виртуальной и дополненной реальности в производстве. 7-я конференция IFAC по моделированию производства, управлению и контролю IFAC Proc. Том. 2013;46(9):15–26.

Типы публикаций

Что такое дополненная реальность (AR)? Примеры и использование

Оглавление

Содержание

• Что такое дополненная реальность?

• Понимание дополненной реальности

• Примеры дополненной реальности

• Дополненная реальность против виртуальной реальности

По

Адам Хейс

Полная биография

Адам Хейс, доктор философии, CFA, финансовый писатель с более чем 15-летним опытом работы на Уолл-стрит в качестве трейдера деривативов. Помимо своего обширного опыта торговли деривативами, Адам является экспертом в области экономики и поведенческих финансов. Адам получил степень магистра экономики в Новой школе социальных исследований и докторскую степень. из Университета Висконсин-Мэдисон по социологии. Он является обладателем сертификата CFA, а также лицензий FINRA Series 7, 55 и 63. В настоящее время он занимается исследованиями и преподает экономическую социологию и социальные исследования финансов в Еврейском университете в Иерусалиме.

Узнайте о нашем редакционная политика

Обновлено 02 декабря 2020 г.

Факт проверен

Скайлар Кларин

Факт проверен Скайлар Клэрин

Полная биография

Скайлар Клэрин занимается проверкой фактов и экспертом в области личных финансов с обширным опытом, включая ветеринарные технологии и изучение кино.

Узнайте о нашем редакционная политика

Инвестопедия / Райан Окли

Что такое дополненная реальность?

Дополненная реальность (AR) — это расширенная версия реального физического мира, которая достигается за счет использования цифровых визуальных элементов, звука или других сенсорных стимулов и доставляется с помощью технологий. Это растущая тенденция среди компаний, занимающихся мобильными вычислениями и бизнес-приложениями, в частности.

В условиях роста сбора и анализа данных одной из основных целей дополненной реальности является выделение конкретных особенностей физического мира, улучшение понимания этих функций и получение интеллектуальных и доступных сведений, которые можно применить к реальным приложениям. Такие большие данные могут помочь в принятии решений компаниями и получить представление о покупательских привычках, среди прочего.

Key Takeaways

• Дополненная реальность (AR) включает в себя наложение визуальной, слуховой или другой сенсорной информации на мир для улучшения восприятия.
• Розничные продавцы и другие компании могут использовать дополненную реальность для продвижения продуктов или услуг, запуска новых маркетинговых кампаний и сбора уникальных пользовательских данных.
• В отличие от виртуальной реальности, которая создает собственную киберсреду, дополненная реальность дополняет существующий мир таким, какой он есть.

Понимание дополненной реальности

Дополненная реальность продолжает развиваться и становится все более распространенной среди широкого круга приложений. С момента своего создания маркетологам и технологическим компаниям приходилось бороться с мнением, что дополненная реальность — это не более чем маркетинговый инструмент. Однако есть свидетельства того, что потребители начинают получать ощутимые преимущества от этой технологии и ожидают, что она станет частью их процесса покупки.

Некоторые эксперты уже давно предполагают, что носимые устройства могут стать прорывом в дополненной реальности. Смартфоны и планшеты показывают лишь небольшую часть ландшафта пользователя, но умные очки, например, могут обеспечить более полную связь между реальным и виртуальным мирами, если они будут достаточно развиты, чтобы стать массовыми.

Примеры дополненной реальности

Некоторые первые пользователи в секторе розничной торговли разработали технологии дополненной реальности, предназначенные для улучшения покупательского опыта. Дополненная реальность была включена в приложения каталога магазина, что позволяет потребителям визуализировать, как разные продукты будут выглядеть в разных средах. Например, при покупке мебели покупатели наводят камеру на соответствующую комнату, и товар появляется на переднем плане.

Преимущества дополненной реальности могут также распространяться на сектор здравоохранения, где она может играть гораздо большую роль. Приложения дополненной реальности позволяют пользователям видеть высокодетализированные трехмерные изображения различных систем тела, когда они наводят свое мобильное устройство на целевое изображение. Такое использование дополненной реальности стало мощным инструментом обучения медицинских работников.

Дополненная реальность и виртуальная реальность

Дополненную реальность и виртуальную реальность часто путают, поэтому давайте внесем ясность. Дополненная реальность использует существующую среду реального мира и помещает виртуальную информацию или даже виртуальный мир поверх нее для улучшения опыта. Например, подумайте о Pokémon Go, где пользователи ищут в своих реальных районах анимированных персонажей, которые появляются на их телефоне или планшете. В НФЛ вещатели используют технологию дополненной реальности, чтобы лучше анализировать игру.

Напротив, виртуальная реальность погружает пользователей в совершенно другую среду, обычно виртуальную, созданную и визуализируемую компьютерами. Например, пользователи виртуальной реальности могут быть погружены в анимированную сцену или цифровую среду. Виртуальную реальность также можно использовать для фотографирования реального локального местоположения и встраивания его в приложение VR. Через гарнитуру виртуальной реальности кто-то может прогуляться по Италии, как если бы он был там на самом деле.

Мобильная дополненная реальность

Мобильная дополненная реальность

Стивен Файнер, Тобиас Хеллерер, Элиас Гагас, Дрексел Холлауэй, Тачио Тераучи, Синем Гювен и Блэр Макинтайр		Колумбийский университет Лаборатория компьютерной графики и пользовательских интерфейсов

---

На этом эскизе показано, как можно использовать модуль MARS.

---

Объектив

Наше исследование MARS (мобильных систем дополненной реальности) началось в 1996, и нацелен на изучение синергии двух перспективных областей пользовательского интерфейса исследования:
Дополненная реальность (AR), в котором 3D-дисплеи используются для наложения синтезированный мир поверх реального мира и мобильный вычисления , в которых все более маленькие и недорогие вычислительные устройства, связанные беспроводными сетями, позволяют нам использовать вычислительные средства, путешествуя по реальному миру.

Изучая пользовательские интерфейсы, системное программное обеспечение и сценарии применения для MARS, наши Основное внимание уделяется следующим направлениям исследований:

• Определение общих задач, которые мобильный пользователь хотел бы выполнить выполнять с помощью контекстно-зависимой вычислительной системы
• Определение всеобъемлющего набора многоразового пользовательского интерфейса Компоненты для мобильных приложений дополненной реальности.
• Комбинированное использование различных технологий отображения, начиная от ношения на голове до ручного, до наладонника для лучшей поддержки мобильных устройств пользователи.

---

Проекты

		В нашем первом открытом MARS Туристическая машина , наш блок MARS действует как информационная система кампуса, помогающая пользователю в поиске мест и позволяя ей задавать вопросы о предметах, представляющих интерес, таких как здания и статуи.
		Мобильная рабочая станция журналиста расширяет приложение тура по кампусу, чтобы представить дополнительные мультимедийные информации (звук, текст, изображение, видео) в пространственном контексте кампус. Текущий прототип был использован для презентации нескольких Расположен документальные фильмы пользователям в роуминге, в том числе рассказы о студенческое восстание в кампусе Колумбии в 1968 году по поводу системы туннелей. под кампусом Колумбии и о ранней истории нашего кампуса.
		Пользовательские интерфейсы для совместной работы внутри и вне помещений позволяют перемещающийся снаружи пользователь должен контролироваться и получать указания удаленными экспертами. Взамен внешние пользователи могут сообщать о своих замечания обслуживающему персоналу. Для этого проекта мы разработали распределенная инфраструктура, которая позволяет нам подключаться разнообразные пользовательские интерфейсы (носимые, портативные, стационарные настольные, стационарные настенные и стационарные иммерсивные дополненные реальности) в один и тот же репозиторий информации о кампусе. Ключевая цель состоит в том, чтобы исследовать совместную работу в таких разнородных вычислительных средах.
		Авторский инструмент MARS имеет трехмерный графический пользовательский интерфейс, который позволяет непрограммисты для создания и редактирования документальных фильмов. Расположенные документальные фильмы — это трехмерные гипермедийные повествования, переплетены с окружающей средой пользователя носимого компьютера. (Мы представили документальные фильмы «Сидентер» в нашей предыдущей работе над Мобильное рабочее место журналиста, описанное выше, но ранее создавал их с помощью утомительного обычного программирования.) Используя MARS Authoring Tool, мы создали несколько документальных фильмов о местоположении. которые рассказывают о событиях, произошедших в нашем кампусе. Наши ситуативные документальные фильмы можно смотреть на открытом воздухе, используя наш рюкзак MARS, а также с внутренним рабочим столом, дополненной реальностью, и системы виртуальной реальности.

---

Структура реализации

• Оборудование

  Основными компонентами нашей системы являются компьютер (с 3D ускорение графики), система GPS (изначально дифференциальная GPS, а теперь и кинематическая GPS+ГЛОНАСС в реальном времени), прозрачный головной дисплей (с ориентацией трекер) и беспроводная сеть (изначально система с расширенным спектром, разработанная в Колумбии, а теперь IEEE 802. 11a/b), все прикреплено к рюкзаку. Пользователь также держит маленькую компьютер со стилусом , который может общаться с ранцевым компьютером через расширенный спектр радиоканал. Таким образом, мы можем контролировать материал, представленный на головной убор отображение с экрана портативного компьютера. Мы также предоставляем более механизм прямого управления курсором на носимом дисплее установив трекпад на задней панели портативного дисплея где им можно легко манипулировать (мы перевернули горизонтальной оси), держа дисплей вертикально.

  Хотя мы хотим, чтобы наша система была такой же легкой и максимально комфортным, мы решили использовать только готовое оборудование, чтобы избежать затрат, усилий и время, затрачиваемое на создание собственного. Следовательно, мы часто согласились на предметы, которые были намного больше, чем нам хотелось бы ими быть в обмен на повышенную гибкость, которую они предложили. Например, наша первая система, построенная в 1996 году, использовала портативный компьютер FieldWorks для ранцевого компьютера, который предлагается три слота расширения PCI и три слота расширения EISA (используется среди прочего для мощного 3D-графического адаптера и карта расширения с 6 последовательными портами). С годами мы позже построили нашу собственную легче и быстрее компьютеры на батарейках с 3D-графикой карты и, наконец, перешел на ноутбуки с 3D-графикой. процессоров, когда они стали доступны в 2001 году.

• Программное обеспечение

  Нашей исходной программной инфраструктурой была Coterie, среда для прототипирования. которая обеспечивала поддержку на уровне языка для распределенных виртуальных среды. Главный мобильное AR-приложение запустилось на переносном компьютере и получило непрерывный ввод данных из системы GPS, трекер ориентации головы и трекпад (установленный на задней части карманного компьютера). Он генерируется и отображается при интерактивной частоте кадров наложенное 3D компоненты графики и пользовательского интерфейса на головной дисплей.
  На КПК мы запускали произвольные приложения который разговаривал с основным приложением рюкзака через Coterie/Repo объектные коммуникации. В нашем первом прототипе мы просто запустили собственный HTTP-сервер и веб-браузер на портативном устройстве компьютер, перехватил все запросы URL и выбор ссылок, и таким образом установили двусторонний канал связи между рюкзак и карманный компьютер.
  Наши более поздние системы были разработаны с использованием Java и Java 3D.

---

Публикации

С. Гювен, С. Файнер, Создание 3D-гипермедиа для носимых устройств Дополненная и виртуальная реальность, Proc. ISWC ’03 (Седьмой Международный Symposium on Wearable Computers), White Plains, NY, 21–23 октября 2003 г. , 118-226.
(версия бумаги Acrobat 2 МБ)

Т. Хёллерер, С. Файнер, Т. Тераучи, Г. Рашид, Д. Халлауэй, Изучение MARS: разработка внутренних и наружных пользовательских интерфейсов для Мобильная система дополненной реальности, Компьютеры и графика, 23(6), Elsevier Publishers, декабрь 1999 г., стр. 779–785.

Т. Хёллерер, С. Файнер, Й. Павлик, Расположенные документальные фильмы: встраивание мультимедийных презентаций в Реальный мир, Proc. ISWC ’99 (Третий международный симпозиум по носимым Компьютеры) , Сан-Франциско, Калифорния, 18-19 октября 1999 г., стр. 79-86.
( 3,2 МБ постскриптум в формате gzip) ( 2 МБ Акробат)

С. Файнер, Б. Макинтайр, Т. Хеллерер и Т. Вебстер, А. Touring Machine: прототипирование трехмерных мобильных систем дополненной реальности для изучение городской среды. Проц. ISWC ’97 ( Первый Международный IEEE. Симп. на носимых компьютерах ), 13-14 октября 1997 г., Кембридж, Массачусетс Также в Personal Technologies, 1(4), 1997, стр.