Uloga digitalnih objekata u okruženju proširene stvarnosti

Objekt kao nositelj informacije

U igri ili filmu digitalni objekt postoji da bi se vidio. U proširenoj stvarnosti postoji da bi nešto rekao. Model prihvatnice u uputama AR-1 ne prikazuje se zato što je lijep nego zato što tehničaru pokazuje koji dio drži u ruci, gdje je vijak koji treba otpustiti i u kojem se smjeru dio izvlači. Sve što toj poruci ne pridonosi samo troši snagu uređaja.

Iz toga slijedi prva podjela objekata u sceni. Prikazni objekti zamjenjuju ili prekrivaju stvarni predmet: model prihvatnice, model nosača, model vijka. Pokazni objekti usmjeravaju pozornost: strelice, obruči, iscrtane putanje, prozirne plohe koje ističu područje. Obavijesni objekti nose tekst i brojke: oznaka dijela, moment pritezanja, redni broj koraka.

Svaka skupina ima svoja pravila. Prikazni objekt mora biti točan jer se uspoređuje sa stvarnim predmetom. Pokazni objekt mora biti uočljiv i jednoznačan, ali ne smije zaklanjati ono na što pokazuje. Obavijesni objekt mora ostati čitljiv pri svakom kutu gledanja, pa se najčešće okreće prema korisniku bez obzira na to kako se on kreće.

Druga podjela je po tome je li objekt vezan uz prostor ili uz zaslon. Objekt vezan uz prostor ostaje na svom mjestu dok se korisnik kreće oko njega i tako doista pripada ćeliji. Objekt vezan uz zaslon stoji uvijek na istom mjestu prikaza, kao obična nadgradnja sučelja. Upute koje pokazuju gdje je nešto moraju biti vezane uz prostor; opći izbornik smije biti vezan uz zaslon.

Mjerilo 1:1

Osnovno pravilo prikaza u proširenoj stvarnosti jest da model stoji u mjerilu 1:1 sa stvarnim predmetom. Prihvatnica široka 120 mm mora se u sceni prikazati kao 120 mm. Čim to nije tako, uputa prestaje biti mjerodavna: korisnik ne može procijeniti stane li dio, koliko je slobodnog prostora ni koji od dvaju sličnih vijaka je onaj pravi.

Kršenje mjerila obično ne nastaje namjerno nego zbog neusklađene mjerne jedinice pri izvozu. Model izvezen u milimetrima, a uvezen kao da su metri, postaje tisuću puta veći. Suprotna pogreška daje model koji se jedva vidi. Zato se pri uvozu uvijek provjerava jedna poznata mjera — najčešće ukupna širina — prije nego što se ide dalje.

Mjerilo 1:1 ne znači da se sve mora prikazati u punoj veličini. Pokazni objekti smiju biti veći od stvarnih razmjera jer ne prikazuju predmet nego uputu: strelica duga 200 mm uz vijak promjera 6 mm posve je u redu. Pravilo vrijedi za prikazne objekte, one koji se uspoređuju sa stvarnim dijelom.

Postoji i namjerno odstupanje: uvećani prikaz sitnog detalja, obično postavljen sa strane i jasno označen kao povećanje. Takav prikaz mora biti očito odvojen od prizora u mjerilu, inače korisnik pomisli da je dio doista te veličine. Najsigurnije rješenje je uvećani detalj prikazati na plohi vezanoj uz zaslon, a ne u prostoru ćelije.

Ishodište i orijentacija

Objekt se u scenu postavlja prema svojem ishodištu. Ako je ishodište modela prihvatnice u središtu tijela, a sidro je na natpisnoj pločici, prihvatnica će se pojaviti napola ukopana u ogradu. Ako je ishodište na prirubnici, a prirubnica je upravo ono što se spaja na robota, model sjeda točno onamo gdje treba.

Pravilo je stoga jednostavno: ishodište se postavlja na mjesto spoja. Za prihvatnicu je to sredina prirubnice, za vijak vrh navoja, za pločicu njezin donji lijevi ugao. Uz ishodište se usklađuje i orijentacija: os koja u modelu gleda prema robotu mora u sceni gledati onamo kamo treba.

Nesuglasje osi među programima je najčešći uzrok modela koji legne na bok. Konstrukcijski programi obično uzimaju Z kao vertikalnu os, a razvojna okruženja Y. Model se zato pri izvozu zakreće za 90 stupnjeva oko osi X, i to jednom, u datoteci, a ne u svakoj sceni posebno. Zakret ostavljen u sceni prvi je koji se izgubi pri sljedećem uvozu nove inačice modela.

Razina detalja i čitljivost

Koliko detalja model treba ne ovisi o modelu nego o tome s koje se udaljenosti gleda i čemu služi. Prihvatnica koju tehničar gleda s pola metra treba prepoznatljive bridove, provrte i utor vodilice. Ista prihvatnica prikazana kao dio cijele ćelije s tri metra udaljenosti treba samo obris. Sve što je manje od jednog piksela na zaslonu ne pridonosi ničemu.

Zato se izrađuju razine detalja: nekoliko inačica istog modela s različitim brojem trokuta, koje se izmjenjuju prema udaljenosti. U projektu AR-1 model od 24 000 trokuta je osnovna inačica, a inačica od 12 000 trokuta koristi se na tabletu, gdje je zaslon manji, a snaga uređaja ograničena. Prijelaz među razinama mora biti neprimjetan.

Uz detalj ide i čitljivost. Digitalni objekt gleda se preko stvarnog prizora, pa se s njim natječe za pozornost. Tanka linija na šarenoj pozadini nestaje, a sitan tekst na kamerinoj slici postaje mrlja. Tekst se zato piše krupno, s jasnom podlogom iza sebe, a linije moraju imati debljinu koja preživi i lošije osvjetljenje.

U pogonu se tome dodaju stvarni uvjeti. Ćelija paletizacije ima jako stropno svjetlo i sjajne metalne površine, tehničar nosi rukavice, a tablet drži jednom rukom. Prikaz koji je na stolu izgledao uredno na licu mjesta može biti neupotrebljiv. Provjera u stvarnim uvjetima dio je izrade, a ne dodatak na kraju.

Objekti u osam koraka uputa

Najbolje se uloga objekata vidi na cijelom scenariju. Upute AR-1 imaju osam koraka, a u svakom se prikazuje drugi skup objekata. Popis objekata po koracima izrađuje se prije modeliranja, jer iz njega slijedi koliko je modela uopće potrebno i koji od njih moraju biti točni.

Iz popisa slijedi nekoliko zaključaka. Prikazni model u punoj točnosti treba samo u koracima 3 i 6; drugdje su dovoljni pokazni i obavijesni objekti koji su znatno jeftiniji. Model nove i stare prihvatnice razlikuje se samo u jednom detalju, pa se obje inačice izvode iz istog parametarskog modela. Ukupno je potrebno pet mreža, a ne osam.

Drugi zaključak tiče se opterećenja uređaja. U sceni nikada nisu svi objekti istodobno vidljivi: korak prikazuje najviše dva modela i nekoliko pokaznih oznaka. Zato se proračun broja trokuta radi za najteži korak, a ne za zbroj svih objekata. Ostali se učitaju unaprijed, ali se ne iscrtavaju.

Treći zaključak je organizacijski. Objekti se imenuju po koraku u kojem se pojavljuju, pa je scena pregledna i kad je preuzme druga osoba. Ime poput k4-vijak-oznaka govori sve; ime poput Objekt17 ne govori ništa i pri prvoj izmjeni traži otvaranje svakog čvora redom.

Odnos prema stvarnom predmetu

Digitalni objekt uvijek stoji u nekom odnosu prema predmetu koji korisnik gleda. Taj odnos je jedna od četiriju mogućnosti, a svaka ima svoju svrhu.

• Prekrivanje — model stoji točno preko stvarnog dijela i ističe ga. Traži najtočnije poravnanje jer se svako odstupanje odmah vidi.
• Dopuna — model prikazuje ono čega nema: dio koji tek treba ugraditi, kanal skriven u tijelu, putanju kojom se dio izvlači.
• Zamjena — model stoji umjesto stvarnog dijela koji je uklonjen ili još nije isporučen, najčešće pri planiranju.
• Uz predmet — model stoji pokraj stvarnog dijela radi usporedbe, primjerice stara i nova izvedba prihvatnice jedna uz drugu.

Poseban problem je zaklanjanje. U stvarnom svijetu bliži predmet zaklanja dalji. Ako aplikacija ne zna gdje su stvarne plohe, digitalni objekt se iscrta preko svega, pa prihvatnica koja bi trebala biti iza ograde izgleda kao da lebdi ispred nje. Rješenje je nevidljivi model stvarnog okoliša koji zaklanja digitalne objekte iza sebe.

Prikaz pokazuje odnos koji odlučuje o čitljivosti: što je predmet manji i udaljeniji, to manje piksela zauzima na zaslonu. Ispod tridesetak piksela tekst više nije čitljiv, a ispod desetak piksela oblik se ne prepoznaje. To je mjerilo po kojem se bira treba li objekt uvećani prikaz ili je dovoljan onaj u mjerilu.

Iz svega slijedi popis provjera prije nego što objekt uđe u scenu: je li mjerilo 1:1, je li ishodište na mjestu spoja, gleda li prava os u pravom smjeru, je li broj trokuta primjeren udaljenosti gledanja i ostaje li prikaz čitljiv pri osvjetljenju pogona. Pet provjera koje traju nekoliko minuta uštede sate ispravaka.

Ključni pojmovi

Provjeri se

Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.