Классификация систем дополненной реальности - Разработка системы дополненной реальности с поддержкой распознавания жестов в режиме реального времени

Человек получает представление об окружающем пространстве с помощью большого набора органов чувств. Система дополненной реальности, являясь посредником между человеком и реальностью, должна создавать сигнал для одного из таких органов. Таким образом, по типу представления информации системы дополненной реальности бывают:

    1. Визуальные. В их основе лежит зрительное восприятие человека. Задача таких систем - создать изображение, которое будет использовано человеком. Поскольку изображение для человека является более информативным и понятным, такой вид систем является более распространенным. 2. Аудио. Такие системы ориентированы на слуховое восприятие. Особенности таких систем рассматриваются в работе [2]. Чаще всего такие системы используются в навигации. Например, они выдают специальные сигналы, когда человек достигает определенного места. Возможно использование стереоскопического эффекта, позволяющего человеку идти в нужном направлении, ориентируясь на источник звука. Примером такой системы является Hear&;There [3]. 3. Аудиовизуальные. Это комбинация двух предыдущих типов, однако, аудиоинформация в них имеет лишь вспомогательный характер.

Системы дополненной реальности всегда нуждаются в информации, получаемой из окружающей среды. Именно на основе этих данных строятся виртуальные объекты. Каждая из таких систем обладает определенным набором сенсоров - устройств, позволяющих собирать информацию из окружающей среды: звуковые и электромагнитные колебания, ускорение и т. д. Для классификации имеет смысл разделять сенсоры не по типам регистрируемых физических величин, а по их назначению, поскольку сходные по своей природе сигналы могут нести различную информацию. По типу сенсоров можно выделить следующие системы:

    1. Геопозиционные. Ориентируются, прежде всего, на сигналы систем позиционирования GPS [5] или ГЛОНАСС [6]. В дополнение к приемникам таких сигналов геопозиционные системы могут использовать компас и акселерометр для определения угла поворота относительно вертикали и азимута. 2. Оптические. Такие системы обрабатывают изображение, полученное с камеры, которые могут перемещаться вместе с системой или вне зависимости от нее.

Системы дополненной реальности можно различать по степени взаимодействия с пользователем. В некоторых системах пользователь играет пассивную роль, он лишь наблюдает за реакцией системы на изменения в окружающей среде. Другие же системы требуют активного вмешательства пользователя - он может управлять как работой самой системы для достижения результатов, так и изменять виртуальные объекты. По этому признаку системы делятся на:

    1. Автономные. Они не требуют вмешательства пользователя. Задача таких систем сводится к предоставлению информации об объектах. Например, подобные системы могут анализировать объекты, находящиеся в поле зрения человека и выдавать справочную информацию о них. Также системы такого типа используются в медицине. Например, система Gait Aid [6] для людей с нарушениями опорно-двигательного аппарата. Она путем использования виртуальных объектов предоставляет мозгу дополнительную информацию, помогающую координировать движения. 2. Интерактивные. Такие системы основаны на взаимодействии с пользователем. На различные действия пользователь получает различный ответ. В подобных системах необходимо устройство ввода информации. В качестве такого устройства может применяться сенсорный экран мобильного телефона, планшет или специальный манипулятор. Выбор устройств ввода зависит от специфики системы. В случае простых действий с виртуальным объектом, достаточно простого указывающего устройства. Если же необходима имитация каких-либо реальных процессов и выполнения сложных манипуляций с объектами используются специальные манипуляторы, имеющие различное количество степеней свободы. Примером могут служить устройства PHANTOM [10].

Интерактивность выражается в различной степени. Бывают системы, позволяющие пользователю активно изменять виртуальную среду [7]. Обычно это системы-симуляторы каких-либо реальных действий. Они используются в случае, когда использование реальных объектов невозможно, например, специализированные медицинские тренажеры, позволяющие начинающим врачам отрабатывать необходимые навыки [9].

Существуют другие системы, где пользователю не нужно изменять виртуальную среду. Вместо этого пользователь выбирает, какие виртуальные объекты он хочет увидеть. Пользователь также имеет возможность манипулировать виртуальными объектами, но не на уровне структуры, а на уровне отображения, т. е. применять, например аффинные преобразования типа поворота, перемещения и т. д. К данной группе можно отнести различные архитектурные системы [8], позволяющие увидеть, как впишется в реально существующую обстановку новое сооружение или его часть, а также навигационные и геоинформационные системы [10]. Подобные системы могут показывать части объектов интереса, скрытые другими постройками, дополнительную информацию о выбранных объектах и т. д.

По степени мобильности системы дополненной реальности можно классифицировать как:

    1. Стационарные. Системы этого типа предназначены для работы в фиксированном месте; перемещение таких систем означает частичную или полную приостановке их работоспособности. 2. Мобильные. Системы этого типа могут без труда перемещаться; зачастую такое перемещение и лежит в основе выполняемой ими функции.

Принадлежность к тому или иному типу определяется функциями системы. Так, симулятор хирургического стола не должен быть мобильным, поскольку его задача - воссоздать для человека специальные условия, максимально приближенных к реальным. В то же время навигационная система должна быть как можно более мобильной, чтобы она могла перемещаться вместе с транспортным средством или человеком, не создавая дополнительных расходов на ее перемещение.

Похожие статьи




Классификация систем дополненной реальности - Разработка системы дополненной реальности с поддержкой распознавания жестов в режиме реального времени

Предыдущая | Следующая