PROŠIRENA STVARNOST
Modul 2
Teorijske osnove proširene stvarnosti
Drugi modul postavlja pojmove i opremu. Razgraničuje virtualnu, proširenu i miješanu stvarnost unutar produžene stvarnosti, objašnjava kako uređaj prepoznaje prostor i po čemu se okruženja razlikuju te pregledava programsku i sklopovsku podršku koja se u razvoju stvarno koristi.
- razlikovati virtualnu, proširenu i miješanu stvarnost unutar produžene stvarnosti
- objasniti načela rada proširene stvarnosti i njezina ograničenja
- razvrstati okruženja proširene stvarnosti prema načinu prepoznavanja prostora
- usporediti programska rješenja za razvoj i odabrati prikladno za zadatak
- odabrati sklopovlje prema zahtjevima primjene
- služiti se stručnim nazivljem na hrvatskom i engleskom jeziku
O modulu
Tehničar stoji pred robotskom ćelijom i treba zamijeniti prihvatnicu. Upute su u mapi, mapa je u uredu, a ruke su mu pune. Proširena stvarnost rješava upravo taj razmak: ono što piše u mapi pojavljuje se ondje gdje se radi, poravnato s dijelom koji se dira.
Da bi se to dogodilo, uređaj mora znati gdje je, što gleda i kamo sadržaj pripada. Modul zato najprije postavlja pojmove. Produžena stvarnost uvodi se kao krovni pojam, a unutar nje se razgraničuju virtualna, proširena i miješana stvarnost. Razlika među njima nije stvar imena nego onoga što uređaj radi s prostorom: zamjenjuje ga, dopunjuje ga ili ga mjeri i uzima u obzir.
Drugi dio modula bavi se izvedbom. Okruženja se razvrstavaju prema načinu na koji uređaj prepoznaje prostor — prema meti, prema plohama, prema položaju na karti ili prema istodobnoj lokalizaciji i mapiranju. Zatim slijedi pregled programske podrške, od razvojnog okruženja do okvira koji razgovara sa senzorima, te pregled sklopovlja: kamera, inercijskih senzora, dubinskih senzora, zaslona i napajanja.
Kroz cijeli modul provlači se isti zadatak. Projekt AR-1 treba tehničaru na tabletu prikazati osam koraka zamjene prihvatnice na robotu ZR-1 u ćeliji paletizacije. Svaki pojam iz modula provjerava se na tom zadatku, s istim brojevima i istim ograničenjima koja vrijede u pogonu.
Nastavne jedinice
- Otvori
2.1
Uvod u proširenu stvarnost
Produžena stvarnost kao krovni pojam, Milgramov kontinuum stvarnog i virtualnog te mjesto koje proširena stvarnost u njemu zauzima.
- Otvori
2.2
Virtualna stvarnost
Potpuno računalno okruženje: uranjanje, prisutnost, stupnjevi slobode, praćenje položaja i posljedice kašnjenja na korisnika.
- Otvori
2.3
Proširena stvarnost
Prikaz kroz zaslon i kroz prozirno staklo, poravnanje digitalnog i stvarnog te uvjeti u kojima prepoznavanje prostora zakaže.
- Otvori
2.4
Miješana stvarnost
Kad digitalni objekt počne uzimati u obzir prostor: zaklanjanje, dodir s plohama, prostorno mapiranje i trajna sidra.
- Otvori
2.5
Značajke pojedinih okruženja proširene stvarnosti
Okruženja s metom i bez nje, prepoznavanje ploha, lokacijska proširena stvarnost i istodobna lokalizacija i mapiranje — po čemu se biraju.
- Otvori
2.6
Vrste softverskih rješenja
Razvojna okruženja, programski okviri i njihovi paketi: što koji sloj radi, kako se biraju i gdje su granice svakog od njih.
- Otvori
2.7
Vrste hardverskih rješenja
Kamere, inercijski senzori, dubinski senzori, zasloni, procesori i načini upravljanja te podjela na telefone, tablete i naočale.
Ključni pojmovi modula
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Produžena stvarnost (XR) | Krovni pojam za sva okruženja u kojima se stvarni i računalno stvoreni sadržaj pojavljuju zajedno ili se jedan drugim zamjenjuju. |
| Virtualna stvarnost (VR) | Okruženje u kojem korisnik vidi samo računalno stvorenu sliku, a pogled na stvarni prostor je zatvoren. |
| Proširena stvarnost (AR) | Okruženje u kojem se računalno stvoreni sadržaj dodaje pogledu na stvarni prostor i s njim je poravnat. |
| Miješana stvarnost (MR) | Okruženje u kojem digitalni sadržaj uzima u obzir izmjereni oblik prostora, pa ga stvarni predmeti mogu zaklanjati i nositi. |
| Kontinuum stvarnog i virtualnog | Zamišljeni raspon od potpuno stvarnog do potpuno računalnog okruženja, na kojem svako rješenje ima svoje mjesto. |
| Stupnjevi slobode | Broj neovisnih načina na koje se uređaj može gibati; tri opisuju samo zakretanje, šest i zakretanje i pomak. |
| Praćenje (tracking) | Neprekidno određivanje položaja i zakreta uređaja ili predmeta u prostoru. |
| Registracija | Postupak kojim se digitalni sadržaj dovodi u isti koordinatni sustav kao i stvarni predmet, tako da ostane na njemu i kad se korisnik pomakne. |
| Poravnanje | Mjerljivo odstupanje između mjesta na kojem se digitalni sadržaj prikazuje i mjesta na kojem se stvarno nalazi. |
| Meta (marker) | Otisnuta ili postojeća slika koju uređaj prepoznaje i iz koje računa svoj položaj. |
| SLAM | Istodobna lokalizacija i mapiranje: postupak u kojem uređaj gradi kartu prostora i u toj karti istodobno određuje vlastiti položaj. |
| Sidro (anchor) | Zapamćena točka prostora uz koju je digitalni sadržaj vezan i koja preživi gubitak praćenja ili ponovno pokretanje aplikacije. |
| Kašnjenje od pokreta do slike | Vrijeme od korisnikova pokreta do trenutka kad zaslon prikaže sliku koja tom pokretu odgovara. |
| Vidno polje uređaja | Kut unutar kojeg uređaj uopće može prikazati digitalni sadržaj, izražen u stupnjevima. |
| Okvir za proširenu stvarnost (framework) | Gotova programska osnova koja aplikaciji daje praćenje, prepoznavanje mete i opis prostora, pa se ti postupci ne pišu iznova; ARCore, ARKit i Vuforia takvi su okviri. |