واقعیت افزوده چیست؟

واقعیت افزوده یا AR یک نمایش مستقیم یا غیر ممستقیم از محیط دنیای واقعی است که توسط حسگرهای کامپیوتری دریافت شده و عناصری که معمولا مجازی هستند توسط کامپیوتر به آن‌ها اضافه می‌شود و در اختیار کاربر قرار می‌گیرد. در واقع این علم به فناوری واقعیت کامپیوتری مربوط می‌شود یا به عبارت دیگر از زیرمجموعه‌های فناوری واقعیت کامپیوتری می‌باشد.

فناوری واقعیت کامپیوتری

در فناوری واقعیت کامپیوتری از  گجت‌های پوشیدنی کامپیوتری یا دستگاه‌های کامپیوتری دستی مثل گوشی‌های موبایل برای افزودن، کم کردن و یا ایجاد تغییرات در اطلاعاتی که افراد از محیط پیرامون خود درک می‌کنند استفاده می‌شود. به عنوان مثالی برای فناوری واقعیت کامپیوتری می‌توان به آی‌تَپ (EyeTap) اشاره کرد که دستگاه کوچکی است که روی چشم انسان قرار می‌گیرد و مثل لنز یک دوربین عمل می‌کند با این تفاوت که می‌تواند در تصویری که دریافت می‌شود تغییراتی ایجاد کرده و نتیجه را به انسان نمایش دهد. منظور از ایجاد تغییرات در تصویر به این معنی است که می‌تواند عناصری را به تصویر اضافه یا از آن کم کند مثل فناوری‌ای که در کلاه خلبان‌های هواپیماهای نظامی و جنگی استفاده می‌شود و خلبان علاوه بر این‌که از عینک خود می‌تواند محیط را ببیند، اطلاعاتی مثل سرعت، ارتفاع یا مسیر فرود را بر روی شیشه‌ی عینک خود دریافت می‌کند. شاید این فناوری در ابتدا به عنوان یک فناوری پر کاربرد محسوب نشود اما در واقع این فناوری کاربردهای بسیار زیادی در زمینه‌های مختلف می‌تواند داشته باشد.

تفاوت واقعیت افزوده و واقعیت کامپیوتری

همان‌طور که اشاره شد در واقعیت کامپیوتری می‌توان به تصاویر واقعی چیزی اضافه کرد و یا از آن چیزی کم کرد اما در واقعیت افزوده فقط عناصر به محیط واقعی اضافه می‌شوند و هیچ عنصری از آن کاسته نمی‌شود. خوب طبیعی است که فناوری واقعیت افزوده که فقط عناصری را به واقعیت یا تصویر اضافه می‌کند، پیچیدگی کم‌تری نسبت به واقعیت کامپیوتری داشته باشد. در واقعیت کامپیوتری از سخت‌افزار و نرم‌افزار پیچیده‌تری استفاده می‌شود.

واقعیت مجازی چیست و تفاوت آن با واقعیت افزوده در چیست؟

گاهی اوقات افراد به اشتباه تصور می‌کنند واقعیت افزوده همان واقعیت مجازی است. این دو موضوع به هم مرتبط هستند اما با هم تفاوت دارند. تفاوت واقعیت مجازی با واقعیت افزوده این است که در واقعیت مجازی هرآنچه که کاربر می‌بیند و درک می‌کند مجازی است و توسط کامپیوتر ایجاد شده است اما در واقعیت افزوده بخشی از مواردی که کاربر درک می‌کند یا می‌بیند واقعی و بخشی دیگر توسط کامپیوتر ایجاد و به دنیای واقعی اضافه شده است. برای درک بهتر واقعیت مجازی می‌توانید مقاله‌ی "واقعیت مجازی چیست" را مطالعه کنید.

سخت‌افزار مورد نیاز برای واقعیت افزوده

پردازشگر یا سی‌پی‌یو، صفحه نمایش، سنسورها و ورودی‌ها مثل دوربین و سایر تجهیزات محاسبه‌گر و سنسورهای بسیار کوچک (سنسورهای میکروالکترومکانیکی) مثل شتاب‌سنج، جی‌پی‌اس، ژیروسکوپ و قطب‌نمای جامد. البته نگران نباشید امروز همه‌ی این تجهیزات در جیب ما وجود دارد. گوشی‌های هوشمند تلفن همراه و تبلت‌ها همه‌ی این موارد را دارا می‌باشند.

نرم‌افزار مورد نیاز برای واقعیت افزوده

بعد از این‌که سخت‌افزار مورد نیاز در واقعیت افزوده تهیه شد نوبت سیستم‌های نرم‌افزاری و برنامه نویسی میرسد. این بخش کار اگر سخت‌تر از تهیه‌ی سخت‌افزار نباشد آسان‌تر از آن‌هم نیست. در بخش نرم‌افزار واقعیت افزوده باید الگوریتم‌های بسیار پیچیده‌ای طراحی شوند تا بتوان نتیجه‌ی مطلوب و مناسبی را از فناوری واقعیت افزوده به دست آورد. مجموعه‌ی این الگوریتم‌ها نرم‌افزار واقعیت افزوده را ایجاد می‌کند که باید تصاویر دنیای واقعی را از دوربین دریافت کند، مختصات اشیا را از تصاویر دریافت شده به دست آورد تا بتواند عنصر مجازی را با آن مختصات مطابقت دهد، سپس عنصر را در تصاویر واقعی درج کند و احتمالا توسط ژیروسکوپ میزان بودن تصویر واقعی و عنصر مجازی را بسنجد و بسیاری از موارد دیگر که برخی از آن‌ها بعد از طراحی نرم‌افزار کشف خواهند شد. به همین علت است که در برخی از نرم‌افزارها بعد از تولید مشکلاتی یافت می‌شود و شرکت تولید کننده آپ‌دیت یا نسخه‌ی به‌روزرسانی شده‌ را بعد از مدتی منتشر می‌کند.

انواع نمایش‌گرها در واقعیت افزوده

واقعیت افزوده در زمینه‌های مختلف و با اهداف مختلفی کاربرد دارد  که در هر کدام از این بخش‌ها به شکل متفاوتی از این فناوری استفاده می‌شود. یکی از مواردی که بسیار حائز اهمیت است، صفحه نمایش مورد استفاده در واقعیت افزوده است و کاربر بیشترین تعامل را با آن دارد. از همین جهت صفحه‌نمایش‌های متفاوت و مختلفی در فناوری واقعیت افزوده به‌کار گرفته می‌شوند.

صفحه نمایش HMD

صفحه نمایش اچ‌ام‌دی یا Head Mounted Display صفحه نمایشی است که روی پیشانی و در مقابل صورت کاربر قرار می‌گیرد و تصاویر را در میدان دید کاربر قرار می‌دهد.

عینک واقعیت افزوده

نمایشگرهای واقعیت مجازی را شبیه عینک تولید می‌کنند تا کاربرد آسان‌تری داشته باشد. در این عینک‌ها هم دوربین و هم صفحه‌نمایش وجود دارد. صفحه‌نمایش همان شیشه‌های عینک است.

صفحه نمایش HUD

صفحه‌نمایش اچ‌یو‌دی یا Head Up Display یک صفحه نمایش شفاف است که اطلاعات را به کاربران نشان می‎دهد بدون آن‌که نیاز باشد کاربران جهت دید خود را تغییر دهند. به عنوان مثال برای این صفحه نمایش می‌توان به سیستم هدآپ ب‌‌ام‌و (BMW Head Up) اشاره کرد که شاید بسیار شنیده باشیم البته این سیستم در خودروهای با فناوری جدید هم به کار رفته‌است. در خودروهای جدید می‌توان اطلاعات کیلومترشمار خودرو را به روی شیشه‌ی ماشین نمایش داد تا دیگر نیاز نباشد راننده برای دیدن کیلومترشمار، سر خود را پایین بیاورد.

لنزهای تماسی

لنزهای تماسی واقعیت مجازی هم از آن دسته تجهیزات بسیار جالب هستند که درون چشم قرار می‌گیرند و شاید کسی هم از وجود آن‌ها مطلع نشود. اولین بار در سال 1999 میلادی مطرح شدند. برخی از نمونه‌های آن‌ها هم برای نیروهای نظامی آمریکا تولید شده است.
انواع بسیار دیگری از این صفحه‌نمایش‌ها وجود دارند که هر کدام در مقطعی از زمان تولید شده‌اند و همچنین برخی دیگر در حال تولید و توسعه برای اهداف متفاوت هستند.

کاربردهای واقعیت افزوده

واقعیت افزوده می‌تواند کاربردهای فراوانی داشته باشد که با توجه به پتانسیلی که در آن وجود دارد شاید برخی از این کاربردها هنوز پوشیده باشند و به مرور زمان کشف شوند. برخی از این کاربردها را به‌طور خلاصه مورد بررسی قرار می‌دهیم.

تفریح و سرگرمی

یکی از موارد پرکاربرد واقعیت افزوده در بین عموم افراد تفریح و سرگرمی است. افرادی که گوشی‌های هوشمند خود را به دست گرفته و موجودات خیالی یا اشیای خیالی را به دنیای واقعی  اضافه می‌کنند و لذت می‌برند.

باستان شناسی

در علم باستان شناسی برای تصور کردن یک ساختمان از بین رفته به صورت زمان واقعی (real time) و درک ابعاد و مقیاس آن یا بازسازی صحنه‌ها و اشیاهای تاریخی و باستانی در مکان واقعی آن‌ها کاملا کاربرد دارد.

معماری

در علوم معماری، پروژه‌های ساختمانی و طراحی‌های داخلی و دکوراسیون هم از واقعیت افزوده برای جایگذاری و جانمایی می‌توان استفاده کرد تا به نتایج بهتری دست یافت.

تجارت

در تجارت و بازرگانی هم می‌توان به خوبی از واقعیت افزوده استفاده کرد و به‌طور مثال در نمایشگاه‌ها محصولات خود را به کاربران نمایش داد و یا مثل سیستم هدآپ ب‌ام‌و خدمات بی‌نظیری به مشتریان عرضه داشت.

پزشکی

واقعیت افزوده در پزشکی هم کاربردهای فراوانی دارد که می‌تواند به پزشکان در اجرای اعمال و فرآیندهای پزشکی کمک‌های شایانی برساند.
همان‌طور که مشاهده شد از واقعیت افزوده می‌توان استفاده‌های وسیعی در زمینه‌های مختلف داشت که به‌نظر می‌رسد بسیار کاربردی و مقرون‌به صرفه هم از لحاظ زمان و هم از لحاظ هزینه نیز باشد.

---