CC BY
90
Научная статья Original article УДК 004. 5
DOI 10.24412/2658-3 569-2021 -10070
СУЩЕСТВУЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИММЕРСИВНОЙ РЕАЛЬНОСТИ
НА СОВРЕМЕННОМ РЫНКЕ
EXISTING IMMERSION REALITY TECHNOLOGIES ON THE MODERN
MARKET
Громов Николай Дмитриевич, студент бакалавриата, 3 курс, МИРЭА-Российский технологический университет (РТУ МИРЭА), 119454, Россия, г. Москва, проспект Вернадского, 78, Институт информационных технологий, Россия, г. Москва
Сапрыкин Дмитрий Анатольевич, студент бакалавриата, 3 курс, МИРЭА-Российский технологический университет (РТУ МИРЭА), 119454, Россия, г. Москва, проспект Вернадского, 78, Институт информационных технологий, Россия, г. Москва
Gromov Nikolai Dmitrievich, Bachelor student, 3 course, MIREA-Russian Technological University (MIREA Russian Technical University), 78 Vernadsky Avenue, Moscow, 119454, Russia, Institute of information technology Russia, Moscow, e-mail: nikolai_gromov21 @mail.ru
Saprykin Dmitri Anatolievich, Bachelor student, 3 course, MIREA-Russian Technological University (MIREA Russian Technical University), 78 Vernadsky Avenue, Moscow, 119454, Russia, Institute of information technology Russia, Moscow, e-mail: dmitriy300197@gmail.com
Аннотация
В современном мире, наверное, уже не существует людей, которые никогда не слышали хотя бы об одной из иммерсивных технологий (от англ. to immerse — погружаться). Наиболее известные представители этой группы технологий - VR (Virtual Reality) и AR (Augmented Reality). Обе эти технологии активно продвигаются и развиваются многими крупными компаниями. Например, такие компании как Google или Microsoft, уже несколько лет активно продают и улучшают свои продукты в данной области. Все чаще можно услышать о различных технологиях, позволяющих погрузить пользователя в созданный компьютером мир. В данной статье рассматриваются иммерсивные технологии, представленные на современном рынке. Приводится краткое описание основных составляющих технологий: VR, AR, XR и MR. Проводится обозревание основной логики работы этих групп технологий, приводятся основные отличия одной технологии от другой, их особенности, достоинства и недостатки. Все это позволяет полноценно понять суть каждой технологии.
Annotation
In the modern world, probably, there are no people who have never heard of at least one of the immersive technologies (from English to immerse - to dive). The most famous representatives of this group of technologies are VR (Virtual Reality) and AR (Augmented Reality). Both of these technologies are actively promoted and developed by many large companies. For example, companies such as Google or Microsoft have been actively selling and improving their products in this area for several years. More and more often you can hear about various technologies that allow you to immerse the user in a computer-created world. This article discusses immersive technologies presented on the modern market. A brief description of the main components of technologies is given: VR, AR, XR and MR. The review of the basic logic of the work of these groups of technologies is carried out, the main differences of one technology from another, their features, advantages and disadvantages are given. All this allows you to fully understand the essence of each technology. Ключевые слова: VR, AR, MR, XR, иммерсивные технологии
Международный журнал прикладных наук и технологий "Integral" Keywords: VR, AR, MR, XR, immersive technologies
Иммерсивные технологии, более известные как технологии расширенной реальности. В их список входят виртуальная реальность и дополненная реальность, смешанная реальность и расширенная реальность. Они моделируют эффекты, полного или частичного погружения в альтернативном пространстве, тем самым изменяя взаимодействие с пользователем в совершенно разных областях и выводя на новый уровень. Разберем основные концепции:
- VR (Virtual Reality) — это реальность, полностью смоделированная с использованием новейших технологий. Не только сцены 3D и 360, но и звуки, тактильные ощущения и запахи.
- AR (Augmented Reality) — дополненная реальность следует переводить как «добавленная». То есть в AR добавляется элемент виртуальной моделируемой реальности к реальной реальности (RR).
- XR (Extended Reality) — расширенная реальность — это общее название для AR- и VR-технологий;
- MR (Mixed Reality) — смешанная реальность — этот термин происходит от введения Windows Mixed Reality. По сути, это VR с добавлением некоторых RR или AR с применением Hololens.
Виртуальная реальность (VR) - это смоделированное пространство, доступный с помощью иммерсивных устройств, таких как шлемы, перчатки и наушники. Виртуальные среды полностью заменяют реальный мир, не реагируя на его изменения, но пользователи могут влиять на реальный мир, например, погружаясь в видеоигры. По сути, аббревиатура означает, что вы можете погрузить человека в виртуальное пространство. Тщательно проработанная локация в VR может полностью имитировать реальный мир с помощью звуков и пейзажей, создавая ощущение полного присутствия и погружения.
В 2012 году Oculus стартовала успешная краундфандинговая кампания на Kickstarter, с помощью которой было привлечено не малое внимание СМИ и
общества, после мирового резонанса началась активная разработка и в других не менее именитых компаниях. Oculus Rift, Google Daydream View, Sony Playstation VR и HTC Vive являются наиболее известными примерами VR-гарнитур.
Рис. 1 - Наиболее популярные VR-гарнитуры
Другой известной достаточно давно технологией является дополненная реальность (Augmented reality, AR) -технология, которая является одной из технологий взаимодействия человека и компьютера. Ее особенность заключается в визуальном соединении двух изначально независимых пространств - реального мира вокруг нас и виртуального мира, воспроизводимого на компьютере. Новая виртуальная среда создается путем наложения запрограммированных виртуальных объектов на видеосигнал с камеры, а интерактивной она становится благодаря использованию специальных маркеров. Для мониторинга объектов дополненная реальность уже много лет применяется в таких сферах как, медицина, промышленность, реклама, армия и игровая индустрия.
В основе технологии дополненной реальности лежит оптическая система слежения. Это означает, что "глазами" системы являются камеры, а "руками" -маркеры. Камера обнаруживает маркеры в реальном мире и "переносит" их в
виртуальную среду, накладывая один уровень реальности на другой, создавая мир дополненной реальности. Существует три основных направления, в которых может развиваться эта технология:
- «Безмаркерная» технология AR - данная технология использует специальный алгоритм распознавания для размещения виртуальной "сетки" поверх ландшафта, снятого камерой. На этой сетке программный алгоритм находит особые опорные точки и использует их для определения точного места "привязки" виртуальной модели. Преимущество этой техники заключается в том, что реальный объект сам становится маркером, и нет необходимости создавать специальный визуальный идентификатор для реального объекта.
- AR «технология на основе маркеров» - технология, использующая специальные маркеры или метки, является практичной, поскольку их легче распознать камере, и они могут более надежно указать местоположение виртуальной модели. Эта технология более надежна, чем "безмаркерная", и работает практически безошибочно.
- «Пространственная» технология - в дополнение к "безмаркерным" и "маркерным" технологиям существуют технологии дополненной реальности, которые основаны на пространственном позиционировании объектов. При этом используются данные GPS/ГЛОНАСС, гироскопа и компаса, встроенные в мобильный телефон. Положение виртуального объекта определяется его координатами в пространстве. Программа дополненной реальности активируется, когда координаты в программе совпадают с координатами пользователя.
VR:
Чувство переноса в другую реальность без ощущения присутствия в
реальном мире элементами и объектами
¡¡nflLfi/Pl
InUHnJ/
_J ff
Чувство присутствия в реальном мире, но с новыми наложенными элементами и объектами
Рис. 2 - Главное отличие VR от AR и MR Недавно появилась еще одна технология под названием XR. Под аббревиатурой XR следует понимать, как набор технологий и решений, объединенных на основе ранее установленных определений виртуальной реальности (Virtual Reality, VR) и дополненной реальности (Augmented Reality, AR). Это говорит о том, что данные технологии обладают способностью расширять границы физического пространственно-временного континуума, позволяя цифровым инструментам воздействовать на человеческое восприятие. В настоящее время XR служит средством переноса людей из их реального местоположения в искусственно созданный мир. Иммерсивные решения на основе VR/AR и различных вспомогательных технологий являются одними из наиболее перспективных направлений XR, которые в настоящее время практикуются во многих отраслях.
Расширенная реальность (ХЯ) - это обобщающий термин для дополненной реальности (AR), виртуальной реальности (УЯ), смешанной реальности (МЯ) и всего, что между ними. ХЯ призван улучшить будничную жизнь пользователей и преобразить многие рынки, от промышленного производства и здравоохранения, до образования и розничной торговли. Технология смешанной реальности вступает в гонку, чтобы превзойти человеческие органы чувств.
МЯ, VR и ЛЯ - это технологии, цель которых - заставить наш мозг воспринимать сгенерированные компьютером объекты как часть реальности. Основное различие данных иммерсивных реальностей заключается во взаимодействии пользователя, реальных и запрограммированных объектов с окружением и пространством. А также, типы устройств, реализующих данные технологии. На примере виртуальной реальности (УЯ), где используется специальный устройство, которое крепится на голове и целиком погружает в
Рис. 3 - Составляющие XR
моделируемое пространство, то о разнице между AR и MR не многие. Далее пойдет речь о каждой из реальностей.
Рис. 4 - Краткое представление VR, AR и MR
Смешанная реальность (Mixed Reality, MR) — это совокупность физического и цифрового миров, которое позволяет взаимодействовать людям, компьютерам и окружающей среде. Реализация данных технологий тала возможной благодаря развитию систем компьютерного зрения, обработки графики, технологий отображения, систем ввода и вывода, и облачных вычислений.
В 1994 году термин Смешанная реальность» впервые появился в документе под названием «Таксономия визуальных дисплеев для смешанной реальности», опубликованном Полом Милграмом. Этот документ объяснял концепцию виртуального континуума и таксономию визуальных дисплеев. Впоследствии смешанная реальность стала относиться не только к дисплеям, но и ко всему, что выполняет следующие функции:
- Понимание рабочей среды: пространственное сопоставление и привязка к местности;
- Понимание человека: отслеживание рук, отслеживание взгляда и голосовой ввод;
- Пространственный звук;
- Позиционирование и месторасположение в физическом и виртуальном пространстве;
- Совместная работа с BD-материалами в пространствах смешанной реальности.
Комбинирую данные три элемента, можно получить представление о смешанной реальности:
- Обработка информации с использованием облачных технологий;
- Расширенные методы ввода;
- Восприятие среды.
до. ■ ■ Р ■ Г■ ■ \р @ VR/MR:
•им -Тксо .......V • > О^Эд Ч" Виртуальные объекты можно D.......^ Идеально генерируемый
распознать, основываясь на их виртуальный объект нельзя
качествах и поведении. отличить от реальною
например, текст который
перемещается вслед за
пользователем.
Рис. 6 - Особенности технологий Какое будущие у технологий УЯ, МЯ и ЛЯ? По мере совершенствования технологий УЯ, ЛЯ и МЯ отслеживание становится все более важным. В целом, чем больше датчиков, тем лучше отслеживание, что приводит к "слиянию датчиков". Другими словами, несколько датчиков смогут производить самокорректировку и устранять связанные с ними ошибки, что позволит повысить точность до предела. Улучшенное отслеживание взгляда также приводит к лучшему погружению и лучшему взаимодействию с виртуальной
информацией. Например, виртуальные или цифровые персонажи смогут знать, когда, где и куда пользователь смотрит. Создатели контента смогут получить беспрецедентный доступ к пользовательским данным, благодаря множеству датчиков. Что позволит получить большое представление о поведении и опыте пользователей, для дальнейшей аналитики и усовершенствование конечного продукта.
Конечно же область применения подобных технологий весьма обширна: начиная от индустрии цифровых развлечений и заканчивая здравоохранением и образованием. Практически везде можно найти способ применения иммерсивных технологий: в промышленности VR и AR позволяет контролировать качество процессов, в области розничной торговли данная технология позволяет виртуально продемонстрировать продукт.
Наличие такого разнообразия технологий показывает высокий интерес пользователей к данным продуктам, а также демонстрируют высокий потенциал развития этой области информационных технологий. Все это, безусловно, толкает как отдельных разработчиков, так и крупных игроков рынка усердно работать и развивать данную сферу. Повышение конкуренции, несомненно, выгодно для рынка: пользователи получат снижение цены и более качественный продукт, а разработчики смогут перенимать идеи конкурентов и постоянно улучшать свой продукт для завоевания аудитории.
Литература
1. Корнилов Юрий Вячеславович, Попов Арылхан Александрович К ВОПРОСУ О ТЕРМИНОЛОГИИ И КЛАССИФИКАЦИИ ИММЕРСИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАНИИ // Проблемы современного педагогического образования. 2020. №68-2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-o-terminologii-i-klassifikatsii-immersivnyh-tehnologiy-v-obrazovanii (дата обращения: 19.11.2021).
2. Соснило А. И. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ (VR) В МЕНЕДЖМЕНТЕ И ОБРАЗОВАНИИ //
Управленческое консультирование. 2021. №6 (150). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-tehnologiy-virtualnoy-realnosti-vr-v-menedzhmente-i-obrazovanii (дата обращения: 24.11.2021).
3. Логун К.А., Рощупкина И.В. БИЗНЕС-СЦЕНАРИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ РАСШИРЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ НА СОВРЕМЕННЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ // Организатор производства. 2020. №4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/biznes-stsenarii-ispolzovaniya-tehnologiy-rasshirennoy-realnosti-na-sovremennyh-proizvodstvennyh-predpriyatiyah (дата обращения: 25.11.2021).
References
1. Kornilov Yuri Vyacheslavovich, Popov Arylkhan Aleksandrovich TO THE QUESTION OF TERMINOLOGY AND CLASSIFICATION OF IMMERSIVE TECHNOLOGIES IN EDUCATION // Problems of modern pedagogical education. 2020. No.68-2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-o-terminologii-i-klassifikatsii-immersivnyh-tehnologiy-v-obrazovanii (accessed: 19.11.2021).
2. Sosnilo A. I. APPLICATION OF VIRTUAL REALITY (VR) TECHNOLOGIES IN MANAGEMENT AND EDUCATION // Managerial consulting. 2021. №6 (150). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-tehnologiy-virtualnoy-realnosti-vr-v-menedzhmente-i-obrazovanii (accessed: 11/24/2021).
3. Logun K.A., Roshchupkina I.V. BUSINESS SCENARIOS OF USING AUGMENTED REALITY TECHNOLOGIES AT MODERN PRODUCTION ENTERPRISES // Production organizer. 2020. No.4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/biznes-stsenarii-ispolzovaniya-tehnologiy-rasshirennoy-realnosti-na-sovremennyh-proizvodstvennyh-predpriyatiyah (accessed: 11/25/2021).
© Громов Н.Д., Сапрыкин Д.А., 2021 Международный журнал прикладных наук
и технологий "'Integral" №4/2021.
Для цитирования: Громов Н.Д., Сапрыкин Д.А. Существующие технологии иммерсивной
реальности на современном рынке// Международный журнал прикладных наук и технологий
"Integral" №4/2021
