¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

25 апрел€ 2016

„то такое дополненна€ реальность и как еЄ можно использовать инженерам-разработчикам и проектировщикам?

ƒжеффри ’аймгартнер

Jeffrey Heimgartner

ќригинал: Jeffrey Heimgartner, What Is Augmented Reality and How Can Engineers and Designers Use It?

ѕеревод ќльги Ћукашенко

“ермин Ђвиртуальна€ реальностьї уже достаточно прочно вошел в обиход. ≈сли вы когда-либо смотрели телесериал или кино Star Trek (Ђ«вездный путьї), то, наверное, помните Ђголодекї на звездолете. Ђ√олодекї, или симул€тор голографических образов, голографическа€ приставка Ц это пуста€ комната, в которой есть Ђголо-модул€торї и где можно получать голографические проекции, с помощью которых создаетс€ люба€ форма среды по желанию пользовател€. “акие среды могут быть задействованы дл€ чего угодно: развлечени€, отдыха в знакомых местах, спортивных зан€тий в интерактивном режиме, отработки навыков, учебно-тренировочных имитаций, дл€ исследовательских целей и т.д., и т.п. ƒл€ пользовател€ така€ среда может казатьс€ реальной, но, естественно, это не так. ќна целиком и полностью имитаци€, Ђвиртуальна€ реальностьї.

Ђ√олодекї пока еще только научна€ фантастика, но виртуальна€ реальность уже находит применение во многих отрасл€х. »грова€ индустри€ Ц один из примеров. „ерез виртуальную реальность игроки могут почувствовать себ€ в трехмерной среде и взаимодействовать с такой средой и другими игроками в ходе игры. ¬иртуальна€ реальность, несомненно, полезна в бесчисленном множестве различных отраслей, но как насчет возможного объединени€ некоторых виртуальных реальностей с реальными жизненными ситуаци€ми? —воего рода улучшенна€ реальность, в которой пользователь может видеть и ощущать реальный мир вокруг себ€, но только дополненный сгенерированными компьютером изображени€ми и объектами в комбинации с реально имеющими место объектами: дополненна€ реальность (augmented reality) (ƒ–).

’от€ термин ƒ– пока еще не так известен, распространенность концепта стремительно растет. ƒ– практикуетс€ довольно давно и уже востребована во многих отрасл€х. ¬ предлагаемой публикации из двух частей мне хотелось бы бросить взгл€д на историю развити€ ƒ– и рассмотреть текущие и возможные применени€ ƒ– в —јѕ–, а в следующей статье подробно остановитьс€ на перспективах использовани€ в информационных модел€х зданий (BIM).

 ратка€ истори€ ƒ–

ѕрежде всего, позвольте коротко обрисовать историю развити€ ƒ–. »стоки ведут в далекие 1950-ые и 1960-ые годы к ћортону ’ейлигу (Morton Heilig), которого сегодн€ называют Ђотцом виртуальной реальностиї. ћортон ’ейлиг был философом, создателем фильмов и изобретателем, применившим свой кинематографический опыт в проектировании, в результате чего в 1962 г. ему удалось запатентовать стимул€тор под названием Ђ—енсорамаї. ¬ данном устройстве различные изображени€, звуки, дуновени€ ветра, запахи и вибрации создавали у пользовател€ ощущение езды на мотоцикле по улицам Ѕруклина. ѕусть Ђ—енсорамаї была очень большой и громоздкой, но созданный ћортоном стимул€тор опередил свое врем€.   сожалению ћортон не смог добитьс€ достаточной финансовой поддержки дл€ новых разработок в данном направлении.
What is AR

—тимул€тор Ђ—енсорамаї. (‘ото с www.mortonheilig.com.)

ќдной из важных вех в истории ƒ– стало по€вление первого головного ƒ– диспле€. ¬ 1968 г. доцент √арвардского университета јйвен —азерденд (isicad.ru: Ivan Sutherland обоснованно считаетс€ пионером компьютерной графики и изобретателем первого —јѕ–) вместе со своим студентом Ѕобом —пруллом изобрел устройство, который сам —азерленд называл Ђмаксимальный дисплейї. —истема отображала упрощенную каркасную модель комнаты через укрепленные на голове очки, и перспектива с точки зрени€ пользовател€ изнутри данного помещени€ мен€лась с помощью слежени€ за зрительным воспри€тием и положением головы пользовател€. ’от€ сам пользовательский интерфейс можно было укрепить на голове, система в целом была столь большой и т€желой, что ее никак нельз€ было разместить на человеке и пришлось подвесить пр€мо над ним на потолке. Ќеудивительно, что устройство получило название Ђƒамоклова мечаї.
What is AR

Ђƒамоклов мечї јйвена —азерленда (‘ото от www.mashable.com.)

’от€ мы сейчас и говорим о тех первых опытах в данной области как о ƒ–, термин Ђдополненна€ реальностьї по€вилс€ только в 1990 г. с легкой руки исследовател€ корпорации ЂBoeingї “ома  оделла (Tom Caudell).  оделл работал над альтернативой большим и громоздким платам, использовавшимс€ в качестве нагл€дного пособи€ дл€ рабочих, устанавливающих бортовые кабельные системы. ¬место построени€ платы, которой установщики затем должны были руководствоватьс€ по каждому самолету и процессу,  оделл с еще одним коллегой предложили использовать креп€щеес€ на голове устройство дл€ проецировани€ схем кабельных систем или инструкций на специальную панель многократного применени€. Ќа такие ƒ–-дисплеи можно было легко вносить оперативные изменени€ с помощью компьютера в отличие от необходимости вручную переконфигурировать или вновь строить плату.

ƒес€тилетием позже, в 1998 г. состо€лась одна из первых главных демонстраций возможностей ƒ–. Ѕыло создано приложение дл€ телевизионной трансл€ции матчей по американскому футболу. Ћини€ первой попытки (Ђдаунаї) накладывалась на реальное изображение футбольного пол€ дл€ просмотра телезрител€ми. ѕотом данна€ технологи€ стала примен€тьс€ в прогнозах погоды, когда синтезированные с помощью компьютера изображени€ накладываютс€ на реальные изображени€ и карты объектов реального мира. » тут уже началось бурное развитие ƒ–-разработок. ¬ 2000 г. сотрудник лаборатории носимой электроники в университете ёжной јвстралии Ѕрюс ’. “омас предложил первый мобильный ƒ–-проект дл€ игры на открытом воздухе - ARQuake. ј примерно с 2008 г. ƒ– используетс€ в приложени€х дл€ смартфонов, например, картах. «атем в 2013 г. по€вилс€ Google Glass Ц головной оптический дисплей, похожий на очки. » наконец, в прошлом году Microsoft вышел на рынок с HoloLens Чƒ–-гарнитурой, совмещающей компьютерные изображени€ (голограммы) с реальным миром вокруг нас.

ѕотенциал получени€ дохода от такой продукции растет так же быстро, как и количество разработок в данной области (если не быстрее). ќжидаемый доход от ƒ–-продуктов в 2016 г. составит 1 миллиард долларов, и прогнозируетс€, что к 2020 г. достигнет уже 120 миллиардов долларов. ƒополненна€ реальность получает широкое распространение, и ƒ–-приложени€ примен€ютс€ во множестве отраслей. ¬от только несколько примеров:

  • јрхеологи€: демонстраци€, как древние руины выгл€дели столети€ назад;
  • »скусство: дать возможность инвалидам создавать произведени€ искусства, отслежива€ движени€ глаз и транслиру€ их в рисунок на экране;
  • “орговл€: показ множественных вариантов персонализации или дополнительной информации об изделии;
  • ќбразование: наложение текста, графики, видео и аудио в среду реального времени студента;
  • »ндустри€ моды: посмотреть, как разный маки€ж или прически смотр€тс€ на конкретном человеке;
  • »гровой бизнес: пользователи могут ощущать и взаимодействовать в процессе игры в реальных услови€х;
  • ћедицина: демонстраци€ внутренних органов пациентов, изображение которых накладываетс€ на кожу с помощью виртуальных рентгеновских лучей;
  • ¬оенное назначение: ƒ–-очки в режиме реального времени показывают людей и различные объекты, обознача€ их специальными информативными индикаторами, и предупреждают солдат о возможной опасности;
  • ќпределение местоположени€: названи€ дорог или улиц, проча€ существенна€ информаци€ накладываютс€ на реальные карты, или дисплей на ветровом стекле показывает такого рода данные, как направление движени€ к конечному пункту, погода, услови€ местности, состо€ние дороги, информаци€ о трафике и предупреждени€ о потенциальных рисках;
  • —порт: показ линии первой попытки (Ђдаунаї) в американском футболе, отслеживание гольфового шарика после удара или шайбы в хоккейной игре;
  • “елевидение: визуализаци€ и изображение погодных условий.
“аким образом, пон€тно, что у ƒ– богата€ истори€, большой потенциал дохода, и эта технологи€ востребована практически во всех отрасл€х. Ќо каков эффект дл€ архитектурных решений BIM и —јѕ–-разработок дл€ производства, какие перспективы дополненной реальности в этих отрасл€х? ƒавайте сначала проанализируем ситуацию в производстве и —јѕ–.

ѕроизводство и —јѕ–

ќдно из основных преимуществ, которые ƒ– привносит в —јѕ– Ц это способность продемонстрировать проект, существующий исключительно в установленном на вашем компьютере программном обеспечении —јѕ–, в том виде, как он должен будут выгл€деть в реальности. ѕредставьте себе, как оператор оборудовани€ или кто-то из монтажного цеха использует планшет, чтобы наложить пошаговые технологические инструкции или видеть конечный продукт сборки, которым можно руководствоватьс€ в процессе монтажа. ¬ последние несколько лет все это стало возможным при наличии соответствующих —јѕ–-программ, трехмерных данных, генерируемых посредством таких программ, смартфона или планшета с фотовидеокамерой и компьютера необходимой мощности. — помощью данной технологии в реальном окружении используетс€ целевой объект дл€ поддержани€ дополненных трехмерных данных в нужном месте реального мира. “акой объект, как правило, имеет форму печатаемого QR-кода. ќбъект синхронизирует расположение цифровых трехмерных данных с обозреваемым вами реальным миром, благодар€ чему вы может обойти вокруг данного объекта, посмотреть вверх или вниз на объект так, как если бы реально там находились.
What is AR

–абота с объектом: ARapp, eDrawings от SOLIDWORKS. (‘ото предоставлено SOLIDWORKS.)

√оловные дисплеи (HMD)
Ќедавние достижени€ в развитии технологии добавили новую опцию просмотра в ƒ– на смартфоне или планшете: больше и выше. √оловные дисплеи (HMD) можно модифицировать с помощью очков, которые вид€т насквозь или проецируют изображени€ поверх того, что вы видите в реальности. Ќесколько самых €рких примеров HMD:
  • HoloLens от Microsoft: голографический компьютер обеспечивает взаимодействие с использованием голограмм высокой четкости в вашей реальности;
  • Oculus Rift: ультрасовременные дисплеи и оптика гарантируют неверо€тную точность визуальной имитации и широкое поле обзора с полным эффектом присутстви€. ¬ техническом плане это элемент виртуальной реальности, но может модифицироватьс€ дл€ ƒ–;
  • ODG R-7 Smartglasses: усовершенствованна€ платформа дл€ получени€ ощущений с помощью головных дисплеев ƒ–.
What is AR

ODG R-7 Smartglasses. (‘ото предоставлено ODG.)

¬се данные варианты средств имеют применение в —јѕ–, обеспечива€ пользовател€м возможность просмотра трехмерных данных в том виде, как они выгл€дели бы в реальности. ƒл€ большинства компаний или индивидуумов, работающих в этой сфере, цифровые данные уже есть или легко могут быть созданы в форме трехмерных моделей в —јѕ–-программах.

 ак указано выше, одно из основных преимуществ, которые ƒ– привносит в —јѕ–, это визуализаци€: возможность видеть готовый проект в реальной среде, даже если он еще не реализован.  роме визуализации ƒ– также полезна в практических технологических процессах, например, при проверках контрол€ качества, техобслуживании и обучении. «а реальными примерами, чем такого рода приложени€ могут быть полезны при проектировании, мы обратились к ƒекстеру Ћилли, исполнительному вице-президенту и директору по производству Index AR Solutions. ќн объ€снил, что Ђв третьем проекте компании, полностью проведенным нашими сотрудниками Ц структурно-сложном изделии, потребовавшим почти 1000 сварок, было достигнуто 35% сокращение как по времени исполнени€, так и по затратам с полным сохранением качества. ¬ыполн€€ недавно сложное инспектирование, мы добились 90% сокращени€ издержек и сроков. ‘актически, мы вы€снили, что функци€ инспектировани€ прекрасно подходит дл€ дополнени€ при наличии трехмерной проектируемой моделиї, добавил г-н Ћилли.

»так, какие же поставщики —јѕ–-программ и другие игроки отрасли выиграют и внедр€т ƒ–?

SOLIDWORKS
” SOLIDWORKS есть ƒ–-инструментарий как в стандартной, так и в профессиональной версии eDrawings дл€ iPad и iPhone. ѕроект можно рассмотреть как в реальности, в полном масштабе и в предполагаемой среде. “аким образом, заказчики или другие члены рабочей группы смогут в точности увидеть, как будет выгл€деть конечный результат. ћожно даже загрузить полную продуктовую линейку в eDrawings и использовать ƒ– в сочетании с различными конфигураци€ми, чтобы показать потенциальному заказчику разные варианты издели€. ¬ерсии eDrawings Standard и eDrawings Professional доступны дл€ загрузки в магазине приложений.
Autodesk
¬ какой-то момент у Autodesk был AR плагин дл€ Autodesk Showcase; впоследствии, однако, этот пилотный проект Autodesk Labs был закрыт. Ќо в 2015 г. было за€влено о планах добитьс€ сопоставимости трехмерных моделей Autodesk с HoloLens от Microsoft. ¬ соответствующем пресс-релизе указывалось, что цифровые модели, работающие на таких программах, как Autodesk Maya или Fusion 360, можно будет просматривать в смешанно-реальной среде с помощью HoloLens.
PTC
PTC вышла на рынок ƒ–, приобрет€ ƒ–-платформу Vuforia. ƒжей –айт, генеральный менеджер по Vuforia и старший вице-президент PTC, за€вл€ет: Ђ„то касаетс€ Vuforia, наша цель Ц обеспечить ƒ–-опыт по всем направлени€м и добитьс€ фундаментальных изменений в плане того, как придетс€ работать в будущемї. ѕлатформа Vuforia поддерживает Android и iOS смартфоны и планшеты, равно как и цифровую очковую оптику.
What is AR

PTC: Vuforia дл€ использовани€ ƒ–. (‘ото предоставлено PTC.)

Augment
” некоторых сторонних разработчиков также есть ƒ–-программы и приложени€ дл€ загрузки. Augment Ц одна из таких компаний, с готовыми приложени€ми дл€ Android и iOS платформ. ѕродукци€ Augment позиционируетс€ как удобное дл€ пользовател€ готовое решение, куда можно передавать трехмерные модели, а если у вас собственных трехмерных моделей нет, то их сотрудники создадут их дл€ вас, или вы можете изучить набор уже готовых трехмерных моделей Augment.
What is AR

ѕриложение Augment. (‘ото предоставлено Augment.)

¬ыводы

ƒ– можно использовать практически на любой стадии проектировани€ и производства, от разработки идеи и планировани€, когда осуществл€етс€ анализ и оценка концепта и возможных альтернатив с учетом того, как они будут выгл€деть в реальности, до стадии производства, где этапы технологического процесса, примеры монтажа и данные контрол€ качества можно наложить на фактическую рабочую среду. ƒ– обеспечивает подробную информацию по процедурам технической поддержки, совмеща€ их напр€мую с необходимыми компонентами или оборудованием. ƒ– может даже пригодитьс€ в маркетинге издели€ или проекта, так как можно показать различные варианты конфигурации и пон€ть, как изделие будет выгл€деть у заказчика.

ƒ–-технологии наиболее эффективны в работе инженеров-проектировщиков именно на стадии проектировани€ издели€. ƒ– позвол€ет разрабатывать изделие непосредственно в той среде, где оно в конечном итоге окажетс€, принима€ при этом во внимание возможные пространственные или другие ограничени€. ƒ– усиливает эстетический аспект работы проектировщика: теперь можно гарантировать, что на готовый продукт действительно будут при€тно смотреть после его установки. »ли, например, требуетс€, спроектировать дополнительный элемент или оборудование, но у вас нет чертежей или моделей издели€. — ƒ– вы приобретаете возможность проектировать непосредственно на изделии, с учетом его размеров, формы и характеристик.

¬не зависимости от направленности проекта и этапа его разработки или реализации, технологии дополненной реальности заслуживают внимательного к себе отношени€, и их нужно старатьс€ задействовать. ƒ– поможет более эффективно интерпретировать трехмерные данные и пон€ть, как они соотнос€тс€ с реальной средой. ќбмен данными по проекту с другим сотрудниками или потенциальным заказчикам также можно улучшить благодар€ ƒ–, что означает большую точность проектировани€, сокращение сроков от разработки до выпуска и рост объемов продаж. ћое мнение: только сплошной выигрыш.

—сылки
Jeffrey Heimgartner

Microsoft HoloLens

ODG R-7 Smartglasses

Vuforia

Augment


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

-->

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: ÷ифровой тройник
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

SOLIDWORKS 2020 и кое-что поважнее  — ѕодготовил ƒ. Ћевин (16 окт€бр€ 2019)
isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2019 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.