История, особенности и перспективы технологии дополненной реальности

УДК 004.93;004.5

ИСТОРИЯ, ОСОБЕННОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ТЕХНОЛОГИИ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ

Б.С. Яковлев, С.И. Пустов

Рассмотрены история и тенденции развития технологии дополненной реальности. Проанализированы перспективные направления ее применения. Приводятся исследования рынка технологии дополненной реальности.

Ключевые слова: дополненная реальность, виртуальный объект, реальный объект, мобильные приложения, планшетный компьютер.

Одним из перспективных направлений ИТ-разработок является дополненная реальность. Эта технология - новый способ получения доступа к данным, однако ее влияние на общество может оказаться сравнимым с эффектом от появления Интернета. Глобальная сеть сделала информацию более контекстно-зависимой, то есть определяемой окружающими условиями. Когда огромный массив информации находится в открытом доступе, то становится важным не ее наличие как таковое, а получение необходимых данных, связанных с объектом, в определенный момент времени.

Авторство термина «дополненная реальность» принадлежит Томасу Престону Коделлу, инженеру исследовательской лаборатории Боинга. В 1992 г. он применил принципы технологии в системе, созданной для помощи рабочим в монтаже электрических кабелей в самолетах.

Дополненная реальность (Augmented reality, AR) - это технология наложения информации в форме текста, графики, аудио и других виртуальных объектов на реальные объекты в режиме реального времени. Именно взаимодействие вычислительных устройств с картинкой реального мира отличает дополненную реальность от виртуальной.

Дополненная реальность имеет потенциал сделать отношения людей с информацией более эргономичными. Данные будут автоматически доставляться пользователям в требуемом контексте для различных ситуаций в повседневной жизни, таким образом, технология поднимет взаимодействие человека с информацией на принципиально другой уровень.

Технологии дополненной реальности уже не являются чем-то из области фантастики, они реализуются в мобильных приложениях для смартфонов и планшетов. Однако наибольшие надежды и перспективы дополненной реальности связаны с созданием устройств типа handsfree, что имеет определенные преимущества для определенного круга пользователей. Такая технология будет востребована в разных сферах, начиная с вооруженных сил и полиции, для решения задач лучшего ориентирования в темное время суток с наложением на изображение местности теплового

изображения людей и объектов с навигационными параметрами, до хирургов, постоянно имеющих в поле зрения жизненно важные показатели пациента во время операции, а также механиков, выполняющих сложные ремонтные операции, и даже для кормящих мам, у которых руки заняты ребенком, но при этом требуется выполнение ежедневных хлопот. Однако создание серийных устройств handsfree с дополненной реальностью, пока проблематично. Считается, что уровень развития современной электроники пока не достиг нужных высот.

В этой связи весной 2012 года большой интерес вызвало заявление компании Google, которая показала прототип Google glass - очков с дополненной реальностью. Продемонстрированное устройство напоминает пару спортивных очков, оборудованных направленной вперед камерой. Технология дополненной реальности в них реализована не на встроенных в стекла прозрачных дисплеях - их конструкция пока более простая: одному глазу доступно изображение с непрозрачного дисплея, а второй видит мир таким, какой он есть. Управление системой осуществляется про помощи голосовых команд или движений головы, посредством которых пользователь перемещается по меню.

Практически все основные автопроизводители работают над созданием систем взаимного общения между автомобилями.

Следующим шагом в разработке подобных устройств будет создание наиболее комфортных устройств вывода информации - дисплеев, которые будут доставлять контент без снятия рук с руля и управляться водителем посредством голоса, жеста или даже движением глаз. Однако лобовые стекла с дополненной реальностью появятся не так быстро как хотелось (по самым скромным подсчетам, не ранее 2018 года).

Продукты, основанные на дополненной реальности, позволят сделать более простым делом решение различных задач в таких областях, как реклама, торговля, компьютерные игры, туризм, сборка мебели, ремонт автомобилей, проектирование производства, дизайн офиса, покупка/аренда недвижимости и даже оформление публичных представлений.

Особенность ниши: рынок технологии дополненной реальности молод и пока невелик. В настоящее время на нем доминируют стартапы с талантливыми командами разработчиков, которые продвигают данную инновацию. Но рынок имеет высокий потенциал, и для него будет характерен рост с высокими темпами в перспективе 5-10 лет.

Маркетинг рассматривается как основная область адаптации и драйвер развития технологии дополненной реальности. Рекламная сфера станет наиболее быстрорастущей областью применения дополненной реальности в краткосрочной перспективе. Однако позднее основной областью ее применения станет промышленная сфера. Такие отрасли, как розничная торговля, местные органы управления и образование, а также отрасли тяжелой промышленности (включая добычу природных ресурсов,

конструирование, машиностроение, металлургию, химическую промышленность и т.д.) получат большие выгоды от применения технологии, так как они в большей степени зависят как от физических активов, так и от информационных данных.

Аналитики Gartner считают, что дополненная реальность уже вступила в пору своей технологической «юности» со свойственными данному возрасту проблемами, таким как отсутствие стандартов и значимой конкуренции. Но технология созреет и уже станет доминирующей на рынке на горизонте 5-10 лет. Специалисты Gartner считают, что к 2016 году дополненная реальность уже войдет в зону мейнстрима и приблизится к уровню проникновения в 50 %, а к 2021 году удвоит свое достижение и достигнет зоны зрелости с почти 100 % проникновением.

^ Ожидания

Отслеживание потока информации из различных источников

--------------------------Г1-----------------------1 \

Б с проводное электричество t

Социальная аналитнка|\ \

Групповые покупки

Ііірифпкаціїх

Распознавание образов Контекстно-привязанные услуги

[Перевод "Речь-Речь"-Технолопш "Интернет-веще!^ Отвгтьт ня ^етеетненнътх ячьткях Мобильные роботы Управление и обработка большими объемами данных и предельными объемами информации

С ициаяьние таи: видение

Нидсоянялитнка дпя пптрсонтетгьскнх услуг х' Интер фейе "компьютер-MU'J1JI

Квантовые вычисление Новые возможности человека через III

ЗР-би о печать Л

Ишеррет-тепевцдение

Системы платежей "Ближнего пощ'

Частные пблачньте вычисления

Дополненная реальность чОСлачные вычисления t4-.. М ели аппанш ет ы

Вирту альные помощники

'ч^Сшлемы управления базами данных н оперативной памятью Распознавание жестов I Сервисы связи "Машина-Машина"

Сенсорные сетш передачи данных

Анализ данных с учетом геолокации

Облачиые/оеб платформы j Хостинг виртуальных десктопов

Распознавание речи :теллактуальная аналитика

Электронные книги /

Магазины приложений для мобильных устройств \ Биометрическая идентификация \Управлениз концепциями \ \рП-коды и цветовые коды \ К' онськшсртация

Время

Запуск іехнологии

Пик Пропасть разочарования

завышенных

ожиданий

Склон просвещения

Плато

ироду кшвнос ти

Лет до широкого признания:

±Менее2лет о От 2 до 5 лет *От5доЮлет *Более10лет

График жизненного цикла перспективных технологий по состоянию

на 2012 год

Динамика, емкость и объем рынка. На данный момент существуют разные оценки объема рынка дополненной реальности, но все единодушны в том, что рынок будет расти галопирующими темпами. Так, рынок дополненной реальности в 2010 году оценивался всего лишь в 21 млн. долларов. Уже в 2011 году аналитики посчитали, что выручка от реализации решений с использованием дополненной реальности составила 181,25 млн. долларов, притом этот доход сформировали только 0,1 % пользователей смартфонов, которые на сегодняшний день используют продукты с техно-

логией дополненной реальности. Большинство из них проживает в Северной Америке и Европе. Однако в ближайшие 5 лет основные доходы от приложений с дополненной реальностью будут поступать из Японии, Китая и Южной Кореи.

Что касается прогнозов, то по оценкам аналитиков к 2014 году мировой рынок приложений и сервисов дополненной реальности для мобильных устройств достигнет объема в 732 млн. долларов, а ожидаемый уровень мировых доходов от мобильных приложений, использующих дополненную реальность, к 2015 году превысит 2,2 млрд. долларов. В 2016 году совокупный рынок достигнет уровня в 3-5 млрд. долларов.

По мнению аналитиков, самым привлекательным из всех сегментов является сегмент смартфонов, и планшетных компьютеров. На этом рынке уже активно работают такие стартапы, как Total Immersion (Франция), Metaio (Г ермания), Wikitude (Австрия), Zugara (США) и Layar (Нидерланды). считется, что всего через год - к 2014 году - более 400 млн. пользователей мобильных устройств будут использовать приложения с дополненной реальностью, по крайней мере, один раз в неделю. А к 2016 году более половины всех сервисных компаний (наиболее приближенных к цифровой среде) будут применять в том или ином виде технологию дополненной реальности.

В ближайшие годы будет быстро расти количество мобильных устройств, готовых для использования технологии дополненной реальности. Благодаря жесткой конкуренции производители будут активнее педалировать использование в смартфонах и планшетниках таких компонентов, как гироскопы и мощные процессоры, которые в итоге станут стандартным набором для мобильных устройств. В итоге, к 2015 году у пользователей на руках будет не менее 1,6 млрд устройств, готовых к использованию технологии дополненной реальности.

Таким образом, исходя из вышеприведенных оценок, можно утверждать, что мировой рынок приложений дополненной реальности в 2016 году достигнет уровня в 4,07 млрд долларов. Доля продаж на территории России вырастит в перспективе 4-х ближайших лет к 2016 году до уровня 209 млн. долларов в год.

По мнению авторов, на основе представленных данных можно сделать следующие выводы:

1. На рынке есть все предпосылки для активного развития приложений с дополненной реальностью. Главным образом, это связано с увеличением доли проникновения смартфонов и планшетных компьютеров среди потребителей, а также ростом их производительности.

2. В перспективе ближайших 5 лет мобильные приложения для смартфонов будут доминировать на рынке.

3. Дополненная реальность наиболее вероятно будет развиваться как часть любых мобильных приложений, а не как самостоятельное допол-

нение к мобильному устройству. Функциональность и возможности технологии дополненной реальности будут развиваться очень быстро.

4. Дополненная реальность превратит Интернет из информационной сети в предметную. Если сейчас пользователи в Сети разыскивают информацию, в том числе о товарах, то с дополненной реальностью поиск абстрактной информации будет лишен смысла. Человеку достаточно найти желаемый объект, а технология обеспечит контекстную информацию о нем.

5. Среди отдельных компонентов технологии дополненной реальности можно выделить следующие перспективные направления для разработки: средства отображения информации и интуитивного управления, контентные базы данных, способные работать с разными операционными системами устройств, а также создание краудсорсинговой платформы для создания контента дополненной реальности самими пользователями.

Список литературы

1. How Augmented Reality Works / Kevin Bonsor //. URL: http://computer.howstuffworks.com/augmented-reality1.htm (дата обращения:

20.03.2013).

2. Google разрабатывает очки дополненной реальности / Павел Котов // URL: http://www.3dnews.ru/news/624231 (дата обращения:

20.03.2013).

3. Google 'Augmented-reality' windshields and the future of driving / Brandon Griggs//. URL: http://edition.cnn.eom/2012/01/13/tech/innovation/ ces-future-driving/index.html (дата обращения: 20.03.2013).

4. Augmented Reality Virtually Useful/ Morgon Mae Schultz //. URL: http://online.wsi.com/article/SB100014241278873237170045781574206189213 46.html?KEYWORDS=cars (дата обращения: 20.03.2013).

5. Augmented Reality’s Dark Ages and The New Dawn / Daniel Tamar-jan //. URL: http://augmentedtomorrow.com/tag/gartners-hype-cycle/ (дата обращения: 20.03.2013).

Яковлев Борис Сергеевич, канд. техн. наук, доц., bor_yak@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Пустов Сергей Игоревич, магистрант, pustow@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

HISTORY, FEATURES AND PROSPECTS OF AUGMENTED REALITY

B.S. Yakovlev, S.I. Pustov

The article examines the history and trends in augmented reality. Was analyzed promising directions for its use. Provides market research augmented reality.

Key words: augmented reality, virtual object, real object, mobile application, tab-blete computer.

Yakovlev Boris Sergeevich, candidate of technical science, docent, bor vak a mail.ru. Russia, Tula, Tula State University,

Pustov Sergei Igorevich, magistrant, pustowa.mail.ru, Russia, Tula, Tula State University

УДК 004.93;004.5

КЛАССИФИКАЦИЯ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ

Б.С. Яковлев, С.И. Пустов

Приведены классификации технологии дополненной реальности и ее элементов. Проанализированы перспективные сферы ее применения.

Ключевые слова: дополненная реальность, аппаратные средства, браузер, распознавание, контент, визуальный поиск, «человек 2.0».

Одним из перспективных направлений ИТ-разработок является дополненная реальность. Данная технология - новый способ получения доступа к данным, однако влияние этой технологии на общество может оказаться сравнимым с эффектом от появления Интернета. Глобальная сеть сделала информацию более контекстно-зависимой, то есть определяемой окружающими условиями. Когда огромный массив информации находится в открытом доступе, то становится важным не ее наличие как таковое, а получение необходимых данных, связанных с объектом, в определенный момент времени

Продуктовую экосистему технологии дополненной реальности можно разделить на следующие ключевые элементы:

1. Аппаратные средства, которые обеспечивают технологические возможности создания дополненной реальности. В данную группу входят процессоры, дисплеи, различные датчики, такие как GPS, магнитометры, акселерометры, гироскопы, а также видеокамеры, средства коммуникации на малом расстоянии и другие устройства взаимодействия (ввода/вывода).

2. Браузер - программное обеспечение, задача которого - в режиме реального времени объединять слои информации, получаемые как от датчиков, так и из сети в виде различного контента.

3. Система распознавания - технологии для идентификации объ-