AR устройства, Дисплеи - Разработка системы дополненной реальности с поддержкой распознавания жестов в режиме реального времени

Основными устройствами, используемым в системах дополненной реальности являются дисплеи, устройства ввода, устройства отслеживания и компьютер.

Дисплеи

Существует три основных типа дисплеев, используемых в дополненной реальности: head mounted displays (HMD), ручные дисплеи и пространственные.

оптико-прозрачный hmd

Рисунок 3. Оптико-прозрачный HMD

HMD является устройством, которое закрепляется на голове пользователя, либо на специальном шлеме и помещает изображения реальной и виртуальной среды перед глазами пользователя. HMD может быть либо видео-прозрачным или оптико-прозрачным (рисунок 3). Видео-прозрачной системы более требовательны, чем оптико-прозрачные так, как они требуют, чтобы пользователь носил две камеры на голове, а следовательно обработки данных с обеих камер, чтобы отображать как "реальную часть" дополненной сцены, так и виртуальные объекты. В это время оптико-прозрачные системы используют технологию половины серебряного зеркала позволяющую смотреть на реальный физический мир через специальную "линзу" накладывающую дополнительную графическую информацию. Сцена, а также реальный мир в такой системе воспринимаются более естественно. С другой стороны, в видео-прозрачных системах дополненная реальность уже изначально совмещена с реальной, что дает гораздо больше контроля над результатом. Таким образом, контроль над временем конечной сцены может быть достигнут путем синхронизации виртуального изображения до его отображения. В оптически-прозрачном варианте, отображение реального мира не может быть замедлено, однако это приводит к задержке при введении в систему, графики и обработке изображений.

Под ручными дисплеями понимаются небольшие вычислительные устройства с дисплеем, которые пользователь может держать в руках. Они используют видео-прозрачные методы для наложения графики на реальную среду, а так же используют дополнительные датчики, такие как компас, GPS и акселерометр. Для реализации систем дополненной реальности часто используются системы распознавания маркеров, такие как ARToolKit, или методы компьютерного зрения, такие как SLAM. Такими устройствами могут быть: смартфоны, КПК и планшетных ПК [11]. Смартфоны портативные и широко распространенные устройства, сочетающие мощный процессор, камеру, набор необходимых сенсоров, что делает их очень перспективной платформой для AR систем. Планшетные ПК намного более мощные, чем смартфоны, но они значительно дороже и слишком тяжелые для длительного использования. Однако с развитием технологий планшеты становятся все более перспективной платформой для работы с дополненной реальностью.

Пространственная дополненная реальность (SAR) с использованием видеопроекторов, оптических элементов, голограмм, и других технологий предоставляет графическую информацию непосредственно на физические объекты, не требуя от пользователя носить или держать дисплей [12].

Пространственные дисплеи отделяют большинство технологий от пользователя и интегрируют их в окружающую среду. Это позволяет SAR естественно масштабироваться до групп пользователей, что позволяет осуществлять их совместную работу, повышая интерес к таким систем дополненной реальности в университетах, лабораториях, музеях. Существуют три различных подхода к SAR, которые в основном отличаются по способу дополнения окружающей среды: видео-прозрачный, оптико-прозрачный и прямого дополнения. Видео-прозрачные SAR строятся на основе экрана, общего для использования. Оптически-прозрачные пространственные дисплеи генерируют изображения, которые совмещены в пределах физической среды. Пространственные оптические технологии, такие как плоские или изогнутые зеркала светоделители, прозрачные экраны или оптических голограммы являются важными компонентами таких систем [12]. Как и видео-прозрачные дисплеи, построенные на базе оптико-прозрачных технологий системы не поддерживают мобильных приложений за счет пространственно-выровненной оптики и технологии дисплеев.

В таблице 1 представлено сравнение различных типов дисплеев.

Таблица 1. Сравнение различных типов дисплеев.

Тип

HMD

Ручной

Пространственные

Технология

Видеопрозрачный

Оптико-прозрачный

Видеопрозрачный

Видеопрозрачные

Оптико-прозрачные

Прямое дополнение

Достоинства

Визуальный контроль, синхронизация виртуального и реального окружения, Ожидание обработки видеопотока с камер

Технология половины серебряного зеркала, натуральное восприятие реального окружения

Портативный, мощный, сочетание многих датчиков

Цена, Может быть адаптирован для стандартного оборудования

Наиболее натуральное восприятие реальных объектов

Отображение прямо на поверхности физически объектов

Недостатки

Необходимо закреплять устройства на голове, Ненатурально восприятие реального окружения

Временная задержка, Дрожание виртуальных элементов

Маленький дисплей, Вес(для планшетов)

Не поддерживает мобильные системы

Не поддерживает мобильные системы

Не зависит от пользователя (все видят одно и тоже)

Похожие статьи




AR устройства, Дисплеи - Разработка системы дополненной реальности с поддержкой распознавания жестов в режиме реального времени

Предыдущая | Следующая