واقعیت افزوده (AR) چیست و چگونه کار می‌کند؟

به طور حتم تا کنون نام واقعیت افزوده (AR) را در کنار واقعیت مجازی (VR) شنیده‌اید. یا شاید با برخی از برنامه‌‌های واقعیت افزوده کار کرده باشید اما از نحوه کارکرد آن اطلاعی نداشته باشید. در این مطلب ما به معرفی واقعیت افزوده، نحوه کار آن و برنامه‌هایی که با واقعیت افزوده کار می‌کنند پرداخته‌ایم. اگر به تکنولوژی واقعیت افزوده علاقه‌مند هستید، تا انتهای این مطلب با مجله اعتبارکالا همراه باشید.

واقعیت افزوده (AR) چیست؟

واقعیت افزوده (AR) ادغام اطلاعات دیجیتال با محیط زیست کاربر در زمان واقعی است. برخلاف واقعیت مجازی (VR)، که یک محیط کاملاً مصنوعی ایجاد می‌کند، کاربران AR یک محیط واقعی را با اطلاعات ادراکی تولید شده روی آن تجربه می‌کنند.

واقعیت افزوده برای تغییر بصری محیط‌های طبیعی یا ارائه اطلاعات اضافی به کاربران استفاده می‌شود. مزیت اصلی AR این است که قادر است اجزای دیجیتال و سه بعدی (3D) را با درک فرد از دنیای واقعی ترکیب کند. واقعیت افزوده کاربردهای مختلفی دارد، از کمک به انجام بهتر کارها گرفته تا بازی و سرگرمی.

واقعیت افزوده عناصر بصری، صدا و سایر اطلاعات حسی را از طریق دستگاهی مانند گوشی هوشمند یا عینک در اختیار کاربر می‌گذارد. این اطلاعات روی دستگاه قرار می‌گیرد تا تجربه‌ای در هم تنیده ایجاد کند که در آن اطلاعات دیجیتال درک کاربر از دنیای واقعی را تغییر می‌دهد. این اطلاعات را می‌توان به یک محیط اضافه کرد یا بخشی از محیط طبیعی را پنهان کرد.

توماس کودل، کارمند تحقیقات خدمات کامپیوتری بوئینگ، اصطلاح واقعیت افزوده را در سال ۱۹۹۰ ابداع کرد. یکی از اولین کاربردهای تجاری فناوری واقعیت افزوده، اولین نشانگر زرد رنگ بود که در سال ۱۹۹۸ در بازی‌های تلویزیونی فوتبال ظاهر شد. امروزه، عینک گوگل، بازی‌های گوشی‌های هوشمند و نمایشگرهای هدآپ (HUD) در شیشه جلو اتومبیل‌ها از بهترین نمونه‌های این فناوری هستند. فناوری AR در بسیاری از صنایع از جمله مراقبت‌های بهداشتی، ایمنی عمومی، گاز و نفت، گردشگری و بازاریابی نیز استفاده می‌شود.

واقعیت افزوده چگونه کار می‌کند؟

واقعیت افزوده را می‌توان در قالب‌های مختلفی از جمله در گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها و عینک‌ها ارائه کرد. فناوری AR ارائه شده از طریق لنزهای تماسی نیز در حال توسعه است. این فناوری به اجزای سخت افزاری مانند پردازنده، حسگرها، نمایشگر و دستگاه‌های ورودی نیاز دارد.

دستگاه‌های تلفن همراه معمولاً این سخت‌افزار را با حس‌گرهایی از جمله دوربین، شتاب‌سنج، سیستم موقعیت‌یابی جهانی (GPS) و قطب‌نماهای حالت جامد در دسترس دارند که کمک می‌کند تا AR برای کاربر روزمره در دسترس باشد. سیستم GPS برای تعیین دقیق مکان کاربر و قطب نمای آن برای تشخیص جهت گیری دستگاه استفاده می‌شود.

برنامه‌های پیچیده واقعیت افزوده که توسط ارتش برای آموزش استفاده می‌شود می‌تواند شامل بینایی ماشین، تشخیص اشیا و تشخیص ژست نیز باشد. واقعیت افزوده می‌تواند از نظر محاسباتی فشرده باشد، بنابراین اگر دستگاهی فاقد قدرت پردازش باشد، پردازش داده‌ها را می‌توان در دستگاه دیگری بارگذاری کرد.

برنامه‌های واقعیت افزوده در برنامه‌های سه بعدی ویژه نوشته شده‌اند که توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازد انیمیشن یا اطلاعات دیجیتالی متنی در برنامه کامپیوتری را به یک نشانگر واقعیت افزوده در دنیای واقعی گره بزنند. هنگامی که برنامه AR یا افزونه مرورگر یک دستگاه محاسباتی اطلاعات دیجیتالی را از یک نشانگر شناخته شده دریافت می‌کند، شروع به اجرای کد نشانگر می‌کند و تصویر یا تصاویر صحیح را لایه لایه می‌کند.

تفاوت بین واقعیت افزوده (AR) و واقعیت مجازی (VR)

واقعیت مجازی (VR) یک محیط مجازی است که با نرم‌افزار ایجاد شده و به کاربران ارائه می‌شود به گونه‌ای که مغز آن‌ها این دنیای مجازی را به عنوان یک محیط واقعی می‌پذیرد. واقعیت مجازی در درجه اول از طریق یک هدست با بینایی و صدا تجربه می‌شود.

بزرگترین تفاوت بین AR و VR این است که واقعیت افزوده از محیط واقعی موجود استفاده می‌کند و اطلاعات مجازی را با آن ادغام می‌کند، در حالی که VR کاربران را کاملاً در یک محیط رندر شده مجازی غوطه ور می‌کند. در شرایطی که VR کاربر را در یک محیط شبیه‌سازی شده جدید قرار می‌دهد، AR کاربر را در نوعی واقعیت ترکیبی قرار می‌دهد.

دستگاه‌های مورد استفاده برای انجام این کار نیز متفاوت هستند. واقعیت مجازی (VR) از هدست‌های واقعیت مجازی استفاده می‌کند که روی سر کاربر قرار می‌گیرند و اطلاعات تصویری و صوتی شبیه‌سازی‌شده را در اختیار کاربر قرار می‌دهند. دستگاه‌های واقعیت افزوده (AR) محدودیت کمتری دارند و معمولاً شامل دستگاه‌هایی مانند تلفن، عینک، پروژکتور و HUD در خودروها می‌شوند.

در VR، افراد در یک محیط سه بعدی قرار می‌گیرند که در آن می‌توانند به اطراف حرکت کنند و با محیط تولید شده تعامل داشته باشند. در حالی که، AR کاربران را در محیط دنیای واقعی ثابت نگه می‌دارد و داده‌های مجازی را به عنوان یک لایه بصری در محیط قرار می‌دهد.

موارد استفاده از واقعیت افزوده (AR)

همانطور که در ابتدا گفته شد، واقعیت مجازی (AR) علاوه‌بر کاربرد بازی و سرگرمی، در بسیاری از امور دیگر از رانندگی گرفته تا مسائل مراقبت بهداشتی و حتی آموزش ارتش و نیروی نظامی کاربرد وسیعی دارد که در ادامه کاربرد واقعیت افزوده را شرح خواهیم داد.  

• فروشگاه‌های کوچک اینترنتی؛ برای مثال خریداران می‌توانند از اپلیکیشن آنلاین فروشگاه استفاده کنند تا ببینند محصولاتی مانند مبلمان، قبل از خرید، چگونه در خانه‌هایشان قرار می‌گیرد.
• بازی و سرگرمی؛ از AR می‌توان برای همپوشانی یک بازی مجازی در دنیای واقعی استفاده کرد یا کاربران را قادر ساخت تا چهره خود را به روش‌های مختلف و خلاقانه در رسانه‌های اجتماعی به صورت گیف به اشتراک بگذارند.
• مسیریابی؛ از AR می‌توان برای نشان دادن یک مسیر روی نقشه به مقصد کاربر در شکل واقعی یک جاده استفاده کرد. واقعیت افزوده مورد استفاده برای مسیریابی همچنین می‌تواند اطلاعات مربوط به مشاغل محلی نظیر فروشگاه‌ها و رستوران‌ها را در محیط اطراف کاربر نمایش دهد.
• ابزار و اندازه گیری؛ دستگاه‌های تلفن همراه می‌توانند از AR برای اندازه گیری نقاط سه بعدی مختلف در محیط کاربر استفاده کنند.
• معماری؛ فناوری AR می‌تواند به معماران در تجسم یک پروژه ساختمانی کمک کند.
• آموزش؛ داده‌ها را می‌توان بر روی شیشه جلوی خودرو نمایش داد که مسیر مقصد، مسافت‌ها، آب و هوا و شرایط جاده را نشان می‌دهد.
• باستان شناسی؛ واقعیت افزوده با کمک به باستان شناسان در بازسازی مکان‌ها به تحقیقات باستان شناسی کمک شایان توجهی کرده است. مدل‌های سه‌بعدی به بازدیدکنندگان موزه و باستان‌شناسان در آینده کمک می‌کنند تا یک مکان حفاری را طوری تجربه کنند که انگار در آن‌جا حضور دارند.

معرفی برخی از برنامه‌های واقعیت افزوده (AR)

• اپلیکیشن Target app؛ ویژگی برنامه Target به نام See it in Your Space به کاربران این امکان را می‌دهد تا از فضایی در خانه خود عکس بگیرند و به صورت دیجیتالی یک شی مانند صندلی یا تبلو را در آن محیط مشاهده کنند، تا ببینند در آنجا چگونه به نظر می‌رسد.
• اپلیکیشن Apple Measure؛ اپلیکیشن Measure در Apple iOS مانند یک متر عمل می‌کند و به کاربران این امکان را می‌دهد که دو یا چند نقطه از محیط خود را انتخاب کرده و فاصله بین آن‌ها را اندازه گیری کنند.
• اپلیکیشن Snapchat؛ فیلترهای اسنپ چت از AR برای پوشاندن یک فیلتر یا ماسک روی تصویر کاربر استفاده می‌کنند.
• بازی Pokemon Go؛ Pokemon Go یک بازی محبوب واقعیت افزوده موبایلی است که از GPS بازیکن برای شناسایی مکان‌هایی که موجودات پوکمون در محیط اطراف کاربر ظاهر می‌شوند برای گرفتن آن‌ها استفاده می‌کند.
• عینک گوگل؛ عینک گوگل اولین تلاش تجاری گوگل برای سیستم واقعیت افزوده مبتنی بر عینک است. شرکت‌هایی مانند DHL و DB Schenker از Google Glass و نرم‌افزار شخص ثالث استفاده می‌کنند که کارکنان خط تولید را قادر می‌سازند در لجستیک زنجیره تامین جهانی و ارسال سفارشی کارآمدتر باشند. گوگل همچنین در سال ۲۰۲۲ روی یک عینک دیگر کار می‌کند که برای نمایش هم‌زمان یک رونویسی یا ترجمه از آنچه شخص دیگری در حال گفتن است، طراحی شده است.

آینده فناوری واقعیت افزوده (AR)

با افزایش محبوبیت و آشنایی با برنامه‌ها و بازی‌هایی مانند Pokemon Go یا اپلیکیشن‌های فروشگاهی خرده‌فروشی، فناوری AR همچنان در حال رشد است. گسترش شبکه‌های 5G ممکن است پشتیبانی از تجربیات واقعیت افزوده مبتنی بر ابر را آسان‌تر کند، برای مثال، با ارائه برنامه‌های AR با سرعت داده بالاتر و تاخیر کمتر خواهد بود.

اپل به توسعه و به‌روزرسانی مجموعه ابزار توسعه واقعیت افزوده موبایل open source خود، ARKit ادامه می‌دهد. شرکت‌هایی از جمله Target و Ikea، از ARKit در برنامه‌های خرید AR شاخص خود برای iPhone و iPad استفاده می‌کنند. برنامه ARKit 6 به کاربران این امکان را می‌دهد AR را در محدوده دینامیکی بالا یا HDR 4K ارائه دهند و ضبط تصویر و ویدیو را بهبود می بخشد. همچنین ARKit 6 یک Depth API ارائه می‌کند که از اطلاعات عمق هر پیکسل استفاده می‌کند که دوربین دستگاه را قادر می‌سازد اندازه و شکل یک شی را درک کند.

معادل اندروید ARKit یعنی ARCore نیز به رشد و بهبود خود ادامه می‌دهد. برای مثال، ARCore از یک API جغرافیایی استفاده می‌کند که داده‌ها را از مدل‌های سه بعدی Google Earth و داده‌های تصویر نمای خیابان را از Google Maps ارائه می‌دهد.

پیشرفت‌های مدرن در دست توسعه، مانند عینک‌های هوشمند گوگل که صدا را به صورت زنده به متن ترجمه می‌کنند، نحوه ارتباط افرادی که به زبان‌های مختلف صحبت می‌کنند را متحول خواهد کرد. از آنجایی که AR از فناوری همه‌جانبه استفاده می‌کند، فرصت‌ها و تجربیات بیشتری در پلتفرم‌ها و انواع رسانه‌های مختلف خواهد داشت.

سخن پایانی

اکنون که با واقعیت افزوده آشنا شدید، می‌توانید با استفاده از اپلیکیشن‌های معرفی شده، تجربه بهتری در انجام امور شخصی خود نظیر مسیریابی یا خرید از فروشگاه‌های آنلاین داشته باشید. همچنین بازی‌های واقعیت افزوده می‌تواند سرگرمی جالبی برای اوقات فراغت شما باشد.