ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ РЕАЛИЗАЦИИ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ В МОБИЛЬНОМ AR

RESEARCH OF METHODS FOR IMPLEMENTING AUGMENTED REALITY TECHNOLOGY FOR MOBILE DEVICES

Daniyar Rakhimbekov

master student, faculty of "computer systems and professional education ", Kazakh Agrotechnical University named after S. Seifullin,

Republic of Kazakhstan, Nur-Sultan

Zhanat Kenzhebaeva

scientific adviser, Candidate of Technical Sciences, Acting Associate, Professor of the Department “Computer Engineering and Software”, Kazakh Agrotechnical University named after. S. Seifullina,

Republic of Kazakhstan, Nur-Sultan

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматривается AR (Дополненная реальность). Технология AR уже не считается чем-то новым, AR используется в разных сферах и обширно развита на различных мобильных устройствах, поэтому в данной статье описывается методы реализации AR на мобильных устройствах.

ABSTRACT

This article discusses augmented reality technologies. AR (augmented reality) technology is no longer considered something new, the technology is used in various fields and is extensively developed on various mobile devices, so this article describes the methods of implementing AR on mobile devices.

Ключевые слова: AR- виртуальная реальность, смартфоны, AR-технологии, ПО -программное обеспечение Android SDK.

Keywords: AR virtual reality, smartphones, AR technologies, Android SDK, software.

AR — это форма мира, в которой мы используем различные мобильные гаджеты, такие как смартфоны, планшеты и программное обеспечение, для просмотра виртуальной информации, которая в то время дополняет реальный мир. Например (GoogleGlass.) Системы наведения, используемые в самолетах, тоже AR. AR отличается от VR.

AR относится к множеству виртуальных объектов и объектов, проецируемых на окружающую среду реального мира.

AR — это мир, созданный техническими средствами, который сообщается людям через изображение и звук. Гибридная реальность — это одновременное применение обоих подходов. В этом случае виртуальная реальность создает уникальный мир, в который люди могут погрузиться, а AR добавляет в реальный мир виртуальные элементы.

Получается, что VR взаимодействует только с пользователем, а AR взаимодействует со всем внешним миром. Получается VR взаимодействует только с пользователями, а AR взаимодействует со всем внешним миром.

Первые шаги в этом направлении были сделаны давно — это были не самостоятельные игровые проекты, а реклама и рекламные акции компании.

Например, в 2004 году, когда AR практически не была известна, I Love Bees была создана для популяризации второй части игры Halo. Ссылка на блог любителя пчел была показана в трейлере игры. Часть игры проходила в реальности – где необходимо посетить определенные локации, ответить на входящий звонок. В данное время используется три направления в развитии AR: (AR — это мобильная технология, которая в последние годы добилась больших успехов. Возможность наблюдать реальный и виртуальный мир на экране смартфона — это напоминает нам о том, что мы уже сейчас живем в будущем.

Apple, Google и многие малые и средние компании активно продвигают технологию AR.

Основой технологии дополненной реальности является система оптического слежения. Это означает, что «глазами» системы являются камеры мобильных устройств, таких как смартфоны, а «руками» — маркеры. Используя камеру смартфона для распознавания маркеров реального мира, а затем «перенося» их в виртуальную среду, AR может накладывать один слой реальности, создавая мир «дополненной реальности».

«Без маркерная» технология AR

«Без маркерная» техника работает особым образом, чтобы определить, где в окружающем социуме, схваченном камерой, должна быть наложена условная «сетка». Здесь алгоритмы программы ищут опорные точки и используют их для определения наиболее очевидных мест для «фиксации» виртуальной модели. Преимущество этого метода в том, что объекты в реальном мире сами по себе становятся маркерами, и нет необходимости создавать специальные визуальные идентификаторы.

AR технология на базе маркеров

Технология на базе специальных маркеров, или меток, удобна тем, что она намного лучше распознается камерой мобильного устройства и дает ей более надежную привязку к месту для виртуальной модели. Такая технология является более надежной чем «без маркерная» и работает практически без сбоев.

«Пространственная» технология

Помимо маркерных и без маркерных технологий, существуют технологии AR, использующие положение объектов в пространстве. Эта технология использует датчики GPS/ГЛОНАСС, гироскопы и компасы в мобильных устройствах. Пространство виртуального объекта определяется его координатами в пространстве. Система активируется, когда координаты в программе совпадают с координатами пользователя.

Чтобы исключить научно-технические опасности и проблемы при разработке прототипа программного обеспечения, мы выбрали более надежную технологию AR-маркеров.

Преимуществом маркерной технологии является также возможность визуализации печатных материалов, используемых в общеобразовательных учреждениях для изучения конкретных предметов и их практического применения. Оборудование для AR технологий.

Для работы с технологией AR обязательно необходимо задействовать следующие компоненты:

1.Графическая станция. Телефон, компьютер, графическая рабочая станция со специальной видеокартой.

2.Дисплей.

3.Камера.

4.Метки или маркеры.

5.Программное обеспечение. Благодаря математическому алгоритму камера устройства может видеть и распознавать маркеры в окружающем пространстве и определять, какая модель «привязана» к этому маркеру. Эту модель необходимо «поместить» на маркер так, чтобы виртуальный 2D или 3D объект повторял движения реального маркера.

AR — это ПО, AR — это математический алгоритм, который соединяет метки, камеры и компьютеры в интегрированную интерактивную систему.

Основная задача этой системы — определить трехмерное положение реального маркера по изображению, снятому камерой. Распознавание происходит в несколько этапов. Сначала делается фото на камеру. Затем программа ищет кадр маркера, который представляет собой определенный узор, и распознает пятно на каждом кадре видео. Видео передается в 2D, а найденные маркеры обнаруживаются как 2D-контуры. Как только камера нашла кадр в этом районе, следующим шагом будет определение того, что именно находится в этом кадре. Следующей задачей является построение виртуальной 3D-модели в системе координат 2D-изображения камеры. Затем он связывается с маркером.

Затем, когда маркер перемещается в реальном пространстве, виртуальная 3D-модель следует за движением маркера.

Список литературы:

1. Маколкина М.А. Развитие услуг дополненной реальности в рамках концепции тактильного интернета / М.А. Маколкина // Электросвязь. – 2017. – № 2. – С. 34-38.
2. Иванова А. Технологии виртуальной и дополненной реальности: возможности и препятствия применения.
3. P. Milgram and A. F. Kishino, Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays
4. Бутов Р.А. Дополненная реальность: перспективы использования в образовании. // Труды 60-й Российской научной конференции МФТИ. — 2017. — Т. 1, № 1. — С. 19-20.
5. R. Azuma, A Survey of Augmented Reality Presence: Teleoperators and Virtual Environments, pp. 355—385, August 1997.