Смешанная реальность: что это, области её применения

Существуют три близких по значению понятия: виртуальная реальность, дополненная реальность и смешанная реальность. Дополненная реальность – добавление виртуальных образов в реальный мир. Виртуальная реальность – полная замена настоящего окружения на виртуальное. Дополненная и виртуальная реальность между собой не контактируют.

Смешанная реальность (MR) – это система, в которой реальные и виртуальные объекты взаимодействуют между собой, имеют конкретную форму и положение. Элементы смешанной реальности в ограниченных количествах и с неполным набором функций используются в настоящее время.

Существует множество теорий об идеальной смешанной реальности, так называемом континууме виртуальности. Одну из них выделил американский экономист и педагог Паул Роберт Милгром в 1994 году. Его определение и теория базировались на концепте Стива Манна. До этого понятия «смешанная реальность» не формулировалось, а её элементы относили к виртуальной или дополненной реальности.

Разработки смешанной реальности широко используют в физике. Область физики, занимающейся изучением технологий смешанной реальности называют межреальной физикой. Межреальная среда, по мнению физиков, составляет смешанную реальность, где бок о бок существует виртуальное и реальное, а чёткие грани между ними стёрты.

Межреальная среда с точки зрения физики — это технически дополненная реальность, в которой виртуальные элементы имеют своё определённое положение, форму, объём, и с ними можно взаимодействовать.

Отличия смешанной и дополненной реальности

Виртуальная, дополненная и смешанная реальности имеют свои отличительные особенности. Для чёткого понимания определений, особенно между дополненной и смешанной реальностью, необходимо подробно рассмотреть их отличительные особенности. Отличительные особенности характеристик дополненной и смешанной реальности представлены в таблице.

Дополненная реальность

Смешанная реальность

Ввод данных не осуществляется, пользователь не может изменять среду. Ввод данных производится через взаимодействие с виртуальными объектами. Для определения контактирования необходима гораздо более сложная программа, чем при работе в других видах реальности.
Из-за отсутствия определённого положения у объектов звук из всех источников идёт одинаковый. Благодаря системе, состоящей из реальных и виртуальных объектов, с чётко определённым положениям на пространственно-временных координатах возможно применение пространственного звука.
Объекты проецируются на конкретном расстоянии, их вид не изменяется при движении пользователя. 3D изображения виртуальных объектов способствуют возможности осмотреть их с разных сторон и расстояний.
Пользователя, также как и в виртуальной реальности, можно сравнить с призраком, который не может влиять на окружающий мир. Пользователь – непосредственный участник происходящего, способный взаимодействовать с окружающей его средой.

История смешанной реальности

С 2016 года компанией «Microsoft» ведётся разработка новых очков дополненной реальности «Hololens». Несмотря на то, что это гарнитура имеет характеристики дополненной реальности, это первый шаг к MR. Информационные окна, с которыми можно работать на компьютере или телефоне, помещаются на стенах, а устройство запоминает их положение.

mixed-reality-glasses

Если бы очки «Hololens» могли показывать не только плоские изображения, но и объёмные виртуальные объекты, то их можно было бы назвать очками смешанной реальности. Подобное устройство разрабатывается компанией «Magic Leap», но из-за полной секретности проводимых работ говорить о его принадлежности к тому или иному поколению аппаратуры нельзя.

На данный момент, создание идеальной смешанной среды невозможно. Но отельные «кусочки» смешанного пространства можно воспроизводить с помощью модернизированных устройств, предназначенных для работы в дополненной и виртуальной реальности: в шлемах и очках AR/VR, переносимых полупрозрачных дисплеев, компьютерах и смартфонах.

Трудности реализации MR

Среди трудностей создания смешанной реальности можно выделить следующие:

  • Из-за необходимости контактирования с объектами, в программе должны быть прописаны условия этого взаимодействия. Говоря более простыми словами, программа должна знать не только проецируемые объекты, но и самого пользователя.
  • Компактность и удобность системы сложно осуществима, ввиду необходимости использования нескольких камер, датчика определения положения в пространстве, наличие навигационной системы, и вывода 3D изображения или голограммы.
  • Огромные объёмы информации, необходимых для использования устройств, погружающих пользователей в смешанную реальность, необходимо хранить и обрабатывать. В настоящее время на это способен не каждый суперкомпьютер.
  • Необходимость использовать новые средства вывода информации или сложные и немассовые, которые выглядят громоздко и не компактно.

Из-за совокупности этих трудностей создание, использование и массовое производства устройств для работы в смешанной реальности до сих пор не реализуемы. На современном уровне развития технологий можно лишь создавать небольшие пространства MR, что накладывает определённые ограничения в их использовании.

Область применения смешанной реальности

Контактирование с виртуальными объектами стало возможным благодаря компьютерам и смартфонам. Это особенно удобно, когда пользователь хочет увидеть объект со всех сторон. Например, каталоги товаров интернет-магазинов начинают массово переносить товары в 3D формат. Уже сегодня можно без выхода из дома посмотреть прилавки, взять и разглядеть понравившеюся вещь. В России это направление до сих пор не получило свое развитие. В наших интернет-магазинах не всегда можно найти фотографии товаров.

Ещё одной областью применения смешанной реальности можно назвать симуляторы для обучения. Самым распространённым видом использования симуляционного обучения является тренировка пилотов гражданской и боевой авиации на специальных тренажёрах. Сам тренажёр представляет собой полную копию кабины самолёта, но вместо стекла в нём дисплеи, отображающие виртуальную картину за бортом. Иногда такие тренажёры могут вращаться в нескольких плоскостях, в зависимости от действий обучающегося и моделируемой ситуации. Подобные тренажёры создаются не только для авиационной, но и для других видов техники.

mixed-reality-training-pilot

Популярные в начале нулевых симуляторы гонок с использованием руля и педалей, использовали элементы смешанной реальности. Как на тренажёрах, так и в игре человек с помощью реальных физических объектов взаимодействует с виртуальной средой.

Устройства, помогающие работать с элементами смешанной реальности широко используют в промышленности, в частности в строительстве, где проецируются виртуальные модели зданий. Стоит отметить, что если объекты просто проецируются — это дополненная реальность, но если с ними можно контактировать каким-либо образом, их изменять — смешанная среда.

Программы, в которых используются элементы MR

Самое распространённая программа, в которой используются элементы смешанной реальности — программное обеспечение «Windows Mixed Reality» от компании «Microsoft». Windows Mixed Reality создана для использования на платформе «Windows 10». Для работы необходим шлем или очки. Изначально объявлено, о том что всю гарнитуру выпускает и разрабатывает компания-разработчик, за использование устройств, произведенных в других компаниях, «Microsoft» ответственности не несёт. О разработке «Windows Mixed Reality» объявлено в 2016 году. В 2017 году сделано заявление, о совместимости использования Xbox One, для работы с игровыми приложениями. Разработчики указали на факт фокусировки работы аппаратуры с ПК на собственной платформе «Windows 10». В 2017 году аппаратура и программное обеспечение официально поступили в продажу.

Возможности программы огромны, главным её предназначением остаётся работа в операционной системе «Windows» с помощью устройств дополненной реальности. Пользователи получили возможность управления операционной системой не только с помощью компьютерной мыши, джойстиков и клавиатуры, но  с помощью движений рук.

На данный момент программа «Windows Mixed Reality» является единственной в своём роде, её аналоги не имеют сильных отличительных особенностей работы в смешанной реальности. Большинство программ конкурентов имеют неполный набор функций, и больше подходят под описание дополненной реальности с частичным вмешательством.

Кирилл

романтик

3 комментария к «Смешанная реальность: что это, область применения»
  1. Использование смешанной реальности в строительстве несомненно облегчает рабочие будни проектировщиков и инженеров. Ведь теперь можно наглядно посмотреть 3д макет будущего здания и его инженерных коммуникаций и учесть все недочеты на стадии проектирования, что позволит сэкономить огромное количество денег и времени.

  2. По мне так, на нынешнем уровне развития технологий, нет серьёзного различия между дополненной и смешанной реальностью. Это одно и тоже или первая вытекает из второй или наоборот.

  3. Windows Mixed Reality мой первое знакомство с иной реальностью. Приемлемая цена, отличное качество графики. Я оооочень доволен.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.