XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Введениe

Дополненная реальность (augmented reality) - это технологии, позволяющие дополнять изображение реальных объектов различными объектами компьютерной графики, а также совмещать изображения, полученные от разных источников: видеокамер, тепловизоров, спектрометров и т.д.

Первая проблема: отображение

Существует ряд технических и этических проблем, связанных с использованием AR-технологий. Одна из них заключается в том, что приложение AR может создать виртуальный объект, который перекрывает реальный объект, что может вызвать затруднения в восприятии окружающей среды. Эта проблема может быть решена более точным определением границ объектов и использованием технологий, таких как распознавание образов и глубокое обучение.
Также следует учитывать проблему конфиденциальности данных, которая может возникнуть при использовании AR-технологий. Некоторые приложения могут использовать камеру телефона для сбора информации о пользователе без его согласия. Эта проблема может быть решена более строгим контролем над доступом к камере и другими сенсорами устройства.
Однако, несмотря на эти проблемы, AR-технологии имеют огромный потенциал и могут изменить нашу жизнь в разных областях, от развлечений до медицины и образования. Для их успешной реализации необходимо решить некоторые технические и этические проблемы.
Одной из технических проблем является недостаточное качество анимации в AR-приложениях. В фильмах движения объекта или актёра записываются с использованием захвата движения и реконструируются с помощью программного обеспечения для анимации, что позволяет контролировать процесс создания анимации. В AR-приложениях анимационная картинка создаётся в режиме реального времени благодаря регистрации движения, что делает ретуширование анимации постфактум невозможным. Кроме того, тени и освещение всегда будут одинаковыми, независимо от текущих условий среды, что создаёт ощущение мультипликационности. Однако, возможно, проблему можно будет решить с помощью освещения на основе изображения (IBL), хотя для этого потребуется большая вычислительная мощность.
В целом, AR-технологии имеют большой потенциал для различных областей жизни, однако перед их широким использованием необходимо решить некоторые технические и этические проблемы. 

Неточность распознавания объектов

Google Goggles был одним из первых выпущенных приложений дополненной реальности. Однако распознавание объектов может быть довольно неточным и часто приводит к неправильной идентификации объектов. Другие приложения, такие как Firefly на Amazon Fire Phone, работают лучше, но все равно не работают идеально.

Это важно для AR по двум причинам. Во-первых, если ваше устройство не может распознать, что находится перед ним, оно не может предоставить информацию об этом. Во-вторых, для работы отслеживания движения необходима фиксированная точка отсчета. В то время как смартфоны оснащены гироскопами, которые обеспечивают некоторую примитивную проприоцепцию, фиксированная точка в кадре также необходима устройству, чтобы понять, куда движется анимированный объект по отношению к живой сцене. Этого можно достичь только путем расширения базы данных и программного обеспечения, с которыми работает устройство. Распознавание объектов можно рассматривать как процесс поиска.

Входные данные (изображение) просеиваются через базу данных других изображений, и для определения того, что это такое, используется набор алгоритмов. К сожалению, поиск изображений намного сложнее простого поиска в Интернете, и наши нынешние вычислительные мощности отстают от того, что требуется для интеллектуальной обработки видеоматериалов. Распознавание объектов было бы необходимо, чтобы отодвинуть технологию от ее нынешней зависимости от QR-кодов и 2D-маркеров, которые используются почти во всех современных приложениях AR. Это также стало бы краеугольным камнем создания унифицированного AR-браузера для реального мира, который включает взаимодействие с реальными объектами.

Бинокулярное зрение

Часто мобильные приложения обещают, что пользователи смогут увидеть, как мебель будет выглядеть в их комнате. Однако, возникает серьезная проблема - мебель всегда будет выглядеть так, будто парит в нескольких сантиметрах над полом. Эта проблема связана с восприятием глубины, которое мы получаем благодаря бинокулярному зрению. Большинство телефонов не обладает этой способностью.
Существует несколько способов решения этой проблемы. Один из них - эхолокация. Однако, это не самый лучший выбор, так как она создает шумовое загрязнение и может вызвать проблемы в окружении животных. Кроме того, она не может создавать видимую 3D-среду только со звуком, поскольку данные эхолокации должны быть объединены с данными о видимом свете. Тепловые данные также не могут решить эту проблему, хотя эхолокация может быть более эффективной в условиях слабой освещенности.
Наилучшим способом решения этой проблемы является бинокулярное зрение, которое было реализовано в Kinect и Fire Phone. Технология Kinect работает в тринокулярном режиме, а камеры Fire Phone могут увидеть, где находится пользователь по отношению к телефону. Хотя эти технологии не идеальны и имеют ошибки, они являются передовыми и могут быть улучшены в будущем. 

Заключение

Слабым местом систем дополненной реальности является вычислительная мощность устройств, так как решаемые задачи требуют реализации сложных алгоритмов, а требования к мобильности устройств не позволяют обеспечить их высокую производительность на современном этапе развития техники. Возможным решением в такой ситуации является использование вычислительных сервисов, что позволит использовать мобильные устройства только для получения и воспроизведения данных.

Список использованных источников

Дополненная реальность - Режим доступа [Электронный ресурс].: URL https://revolution.allbest.ru/programming/0061689_0.html свободный (дата обращения 11.03.2023)

Дополненная реальность: состояние, проблемы и пути решения [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL https://cyberleninka.ru/article/n/dopolnennaya-realnost-sostoyanie-problemy-i-puti-resheniya\ свободный (дата обращения 10.03.2023)

Дополненная реальность [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL https://obrazovanie-gid.ru/referaty/dopolnennaya-realnost-referat-po-informatike.html свободный (дата обращения 10.03.2023)

Global Positioning System [Электронный ресурс].. - Режим доступа: URL http://www.gps.gov/, свободный (дата обращения 10.03.2023)

 Augmented Reality Browser: Layar [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL http://www2.layar.com/, свободный (дата обращения: 11.03.2023).