מציאות מועשרת (Augmented Reality)

מדובר בהלבשה (super-imposing) של אובייקטים וירטואליים (למשל, תמונות, סמלים, גרפיקות ממוחשבות) על גבי המציאות הפיזית. ישנן מספר דרכי מימוש לטכנולוגיית Augmented Reality. כל דרך מעט שונה מהאחרת אבל כולן כוללות הסתכלות דרך פילטר דיגיטלי (מצלמת ווב, מצלמת נייד, ואפילו משקפיים).

אנחנו נתחיל עם אחת הדרכים הנפוצות בכדי להסביר את עיקרון הפעילות:

אנחנו משרטטים מארקר, שאותו אמורה לזהות מצלמת הווב בהמשך. מארקר הוא בעצם הדפס גראפי, פשוט למדי, אך ייחודי ושאינו סימטרי.

ה – ARToolKit משולב בתוך אפליקציית פלאש ועושה שימוש במצלמת האינטרנט של המשתמש, בכדי לחפש ולזהות את המארקר. כל פריים ופריים שנתפס ע"י המצלמה (בסביבות ה-25 פריימים לשניה) עובר סריקה ע"י מנוע ה-AR, ובמידה וזוהה המארקר ע"ג הפלט של המצלמה, מבצע המנוע מספר חישובים (Digital Signal Processing) בכדי לדעת את הקורדינאטות של המארקר ביחס למיקום המצלמה.

המנוע מעביר חזרה לאפליקצייה את אותן קורדינאטות ובהתבסס על אותם נתונים, האפליקציה משנה את הווקטור של המשטח התלת מימדי. מנוע התלת המימד הוא זה שאחראי על תצוגת האובייקטים. אם המנוע מקבל מסר שהמשטח נטוי בזוית מסוימת, באותה זוית הוא גם מציג את האובייקטים. כמו כן אם המארקר נמצא במרחק גדול יותר מהמצלמה, כך גם האובייקטים ה"מולבשים" יראו קטנים יותר.

להלן תרשים זרימה מופשט של התהליך המתואר לעיל.

אחרי שהדגמנו את עיקרון הפעילות, נרצה לתת כמה דוגמאות ליישומי הטכנולוגיה מתחומים שונים בעולם. דוגמא ראשונה, והפעם ללא מארקר גראפי (!), משמשת לניווט במציאות הפיזית, בעזרת עזרים וירטואליים.

קצת היסטוריה על הטכנולוגיה –

1992 – חיל האוויר האמריקאי מפתח את אחת המערכות הראשונות העושות השימוש ב-Augmented Reality. המטרה: לשפר את תפקודם של מפעילי מערכות מסווגות בחיל האוויר.

השיטה: המערכת מציגה לאדם המפעיל אותה שכבות מידע וכלים וירטואליים על פני הצג שמולם הם עובדים. השכבות הללו נועדו להקל עליהם את תפעול המערכות המורכבות.

תוצאה: הטכנולוגיה מוכיחה את עצמה, ומשפרת את ביצועי המפעילים.

1997 – סטודנט יפני בשם רולנד אזומה (Roland Azuma) מפרסם מאמר המגדיר את גבולות התחום האקדמאי הקשור ל – AR.

1999 – סטודנט יפני בשם הירוקאטסו קאטו (Hirokatzu Kato) מאוניברסיטת וושינגטון מפתח את ערכת כלי הפיתוח הראשונה המממשת את טכנולוגית ה – Augmented Reality. שמה הלא מפתיע – ARToolKit.

קפיצה אל העתיד… נחתנו!

2009 – בחור יפני נוסף, טומוהיקו קויאמה (Tomohiko Koyama), הידוע יותר בכינוי "סאקושה", הסב את הקוד שכתב קאטו והמיר אותו לפלטפורמת Flash. במקביל, בחור יפני (כן כן, נוסף) בשם ריו איזוקה (Ryo Iizuka) הסב את ה – ARToolKit אותו הזכרנו קודם לכן, לפלטפורמת Java ו – Android.

פריצת הדרך של הטכנולוגיה והפיכתה לכלי נגיש הושגה למעשה ב – 2009, מאחר ו – Flash מותקן כיום על כל מחשב ביתי. בנוסף, מצלמת אינטרנט, זמינה אף היא במחיר נמוך ונגישה לכל אחד.

איך זה עובד?

במקרה הזה, חיישן לווייני אשר מותקן במכשיר הנייד אוסף את נתוני המיקום שלי, המורכבים מ: קו אורך ורחוב, גובה מעל פני הים, ואזימוט (לדוגמא: דרום=180 מעלות). בהתאם לנתונים הללו, תוצג שכבת מידע נוספת במכשיר הנייד, על פני המציאות הפיזית המופיעה בצג הנייד. השכבה הנוספת, הוירטואלית, תסייע לנו לדעת מה יש 360 מעלות מסביבנו, בלי לזוז מהעמדה בה אנחנו נמצאים. ואיפה כאן המארקר הגראפי אתם שואלים? אז זהו, שבמקרה של התממשקות ל – GPS, האדם עצמו הוא המארקר. הפנייה שלי צפונה לדוגמא, נקלטת בחיישן הלוויני, והיא האינדיקציה להציג מידע הרלוונטי לנקודת ההתבוננות שלי.

למידע נוסף –

Augmented reality (סקירה על הטכנולוגיה ושימושיה) – מאת אורן שטנג

הממשק האמיתי – מאת ליאור יאיר.

פרויקט עברי ראשון – מאת ליאור יאיר.