ŚWIAT+: czym jest rzeczywistość rozszerzona?

Rzeczywistość rozszerzona (nazywana też czasem poszerzoną) jest technologią, polegającą na włączaniu cyfrowych elementów generowanych komputerowo do widoku realnego świata w czasie rzeczywistym. 

Najczęściej realizowane jest to w taki sposób, że na obraz z kamery wideo nakładane są wirtualne obiekty: mniej (jak napisy czy ikony) lub bardziej zaawansowane (jak pełne, trójwymiarowe modele). Możliwe jest również pominięcie pierwszego etapu i przedstawianie tych elementów bezpośrednio na widziany gołym okiem obraz (np. poprzez projekcję). 

Na przykład: patrzysz na człowieka i wyświetla ci się jego nazwisko, zaglądasz pod maskę samochodu i widzisz opisane części, patrzysz na dzieło sztuki i poznajesz jego historię, spoglądasz na miasto przed sobą i widzisz wskazówki, gdzie i kiedy należy skręcić. 

Jeden z pionierów tej technologii, Ronald Azuma, definiuje rzeczywistość rozszerzoną jako system łączący świat realny i rzeczywistość wirtualną, oferujący przy tym pełną interaktywność w czasie rzeczywistym i swobodę ruchów w każdym z trzech wymiarów. 

AR to skrót od augmented reality, a więc angielskiego określenia rzeczywistości rozszerzonej. Krótko mówiąc: jest to po prostu skrócona nazwa technologii, o której opowiadam w tym artykule. (W dalszej części tekstu będę go dość często używał, stąd to wyjaśnienie). 

Te dwie technologie często są ze sobą mylone i choć rzeczywiście na podstawowym poziomie są do siebie podobne, ostatecznie są zupełnie innymi rozwiązaniami z całkowicie różnymi zastosowaniami. 

AR to rzeczywistość rozszerzona, a VR to rzeczywistość wirtualna (z ang. virtual reality). W przypadku tej drugiej elementy wirtualne nie są nakładane na widok realnego świata, lecz zupełnie go zastępują, przenosząc użytkownika do wykreowanego cyfrowo środowiska. A zatem inaczej niż w rzeczywistości rozszerzonej, gdzie wirtualne elementy są jedynie częścią widzianego obrazu. Systemy zdolne do łączenia obu tych rozwiązań określa się czasem jako MR (z ang. mixed reality – rzeczywistość mieszana). W gruncie rzeczy jednak MR można definiować jako synonim AR.

Wirtualna rzeczywistość sprawdza się więc świetnie w takich zastosowaniach jak gry wideo czy metaverse, czyli swoiste żyjące własnym życie uniwersum w świecie wirtualnym. Spośród poważniejszych zastosowań wypada natomiast wymienić leczenie fobii czy też szkolenia na symulatorach lotniczych i astronautycznych. To nie VR jest jednak tematem tego artykułu, więc wróćmy do AR… 

Jednym z najważniejszych sektorów, w których rzeczywistość rozszerzona znajduje zastosowanie, jest medycyna. Podczas zabiegów, ale przede wszystkim podczas nauki lekarskiego i chirurgicznego fachu tak zwane obrazowane medyczne pozwala specjaliście uzyskać dostęp do danych związanych ze strukturą i czynnością wewnętrznych narządów pacjenta. 

Rozszerzona rzeczywistość sprawdza się również podczas szkoleń w innych branżach, a także na studiach. Oparte na niej rozwiązania (takie jak symulatory) pozwalają bowiem niedoświadczonym osobom zrozumieć istotę sprawy. 

Jednym z najpopularniejszych zastosowań AR są wyświetlacze HUD (z ang. head-up display) w samochodach i motocyklach. Chodzi o informacje (takie jak wskazówki nawigacji czy aktualna prędkość) wyświetlane niejako bezpośrednio na przedniej szybie pojazdu. Z rzeczywistością rozszerzoną mamy także do czynienia w przypadku systemów wspomagania takich jak asystent parkowania, gdzie na obraz z kamery widziany na ekranie nakładane są kolorowe linie.

Gdzie jeszcze AR znajduje zastosowanie?

• W muzeach i innych obiektach kulturalnych przy użyciu rzeczywistości rozszerzonej można odwiedzającym oferować dodatkowe informacje na temat obserwowanych dzieł sztuki i innego rodzaju eksponatów;
• w lotnictwie, gdzie instrumenty pokładowe mogą dzięki rzeczywistości rozszerzonej przedstawiać istotne informacje (na przykład na temat ukształtowania terenu);
• w przestrzeni roboczej architekta i urbanisty AR może przedstawiać wizualizację projektów budowlanych, pokazując jak obiekt będzie się prezentować po wybudowaniu; 
• w handlu rzeczywistość rozszerzona może posłużyć do prezentacji towaru nieobecnego fizycznie w danym miejscu (na przykład samochodu w określonej konfiguracji i wersji kolorystycznej, ubrań w wirtualnej przebieralni czy mebli w przestrzeni klienta);
• na wojnie rzeczywistość rozszerzona dodana do gogli pozwala na nakładanie znaczników na widziany obraz (ułatwiają one identyfikację innych żołnierzy i celów, a także pomagają w nawigacji);
• podczas transmisji – głównie sportowych – przy pomocy rzeczywistości rozszerzonej mogą być przedstawiane dodatkowe informacje na ekranie: na przykład nazwiska zawodników czy ich aktualne „osiągi”.

Rzeczywistość rozszerzona jest także w stanie zaoferować nowocześniejszą alternatywę dla typowych podręczników. Dzięki stworzeniu odpowiedniej bazy danych (lub wespół z technikiem), serwisant, kontroler czy konserwator podczas swojej pracy może w czasie rzeczywistym otrzymywać informacje na temat obserwowanych systemów i jego elementów. W efekcie: szybko, wygodnie i niezawodnie rozwiązywać napotkane problemy. 

Systemy oparte na rozszerzonej rzeczywistości pomagają również uporać się z barierami językowymi, oferując tłumaczenie napisów wokół nas w czasie rzeczywistym. Pozwala na to nawet Tłumacz Google, a skoro już jesteśmy przy oprogramowaniu, to czas porozmawiać także o nim… 

Google jest jednym z tych przedsiębiorstw, które widzą duży potencjał w rzeczywistości rozszerzonej. Jest też praktykiem, który faktycznie ten potencjał stara się wykorzystać. Wspomniany Tłumacz jest jednym z przykładów, ale wypada też wspomnieć o Obiektywie, który pozwala uzyskać więcej informacji na temat widzianych obiektów czy Mapach (w kontekście funkcji Live View w trybie pieszej nawigacji). 

Jedną z najpopularniejszych aplikacji jest natomiast IKEA Place – pozwala ona zobaczyć jak meble z katalogu tego szwedzkiego producenta będą prezentować się w twoim mieszkaniu. To nie tylko ciekawostka, ale i praktycznie rozwiązanie, które w prawdziwym życiu sprawdza się naprawdę nieźle. 

Na podobnej zasadzie działają wirtualne przymierzalnie ubrań, pozwalające (mniej więcej) sprawdzić, czy dany strój będzie nam pasować czy też niekoniecznie. Rośnie liczba sklepów oferujących tę technologię, której zadaniem jest przekonanie nas do modowych zakupów online. 

Kolejnym praktycznym oprogramowaniem jest AirMeasure. Aplikacja umożliwia mierzenie odległości i rozmiaru obiektów poprzez samo nakierowanie na nie oka aparatu (bez konieczności stosowania fizycznych taśm czy miar). 

O technologii rzeczywistości rozszerzonej możemy mówić także w przypadku filtrów nakładanych na żywo w aplikacjach takich jak Snapchat czy Instagram.

Historia gier opierających się na technologii rzeczywistości rozszerzonej jest niemal tak długa jak telefonów komórkowych z wbudowanymi kamerami. Dopiero jednak wydane w 2016 roku Pokemon Go wywołało prawdziwy boom. Gra umożliwia łapanie stworów w prawdziwym świecie, dodając je do widoku z aparatu. 

Na fali popularności Pokemon Go powstało kilka kolejnych gier, wśród których znajduje się na przykład Witcher: Monster Slayer. Zasady są te same, lecz miejsce pokemonów zajęły bestie znane z wiedźmińskiego uniwersum. Podobnie działa The Walking Dead: Our World (gdzie walczymy z zombiakami pojawiającymi się w naszym otoczeniu) czy też Jurassic World Alive (naturalnie – z dinozaurami w rolach głównych). 

Czasem, tak jak w przypadku wspomnianej wyżej gry Pokemon Go (i jej „kalek”), nie potrzeba żadnych skomplikowanych gadżetów – wystarczy smartfon. Najczęściej jednak drzwi do rzeczywistości rozszerzonej otwierają przed nami tak zwane okulary AR, czyli „zerówki” wzbogacone o przezroczysty ekran, na którym wyświetlane są cyfrowe treści nakładane na widok rzeczywistego świata. 

Pierwszym urządzeniem tego typu, o którym stało się naprawdę głośno, były okulary Google Glass. Ich zadaniem było oferowanie podstawowych funkcji smartfona bez konieczności wyjmowania go z kieszeni, a także ułatwianie poruszania się po mieście. Do pierwszych testerów okulary te trafiły na początku 2013 roku, ale zaledwie dwa lata później ich sprzedaż została wstrzymana – przede wszystkim ze względu na rosnące obawy o prywatność. 

Po pewnym czasie firma Google wróciła do swojego projektu, jednak zmieniła się ich grupa docelowa: z użytkowników prywatnych na przedsiębiorstwa. To właśnie z myślą o tego typu zastosowaniach swoje okulary – Moverio – rozwija także Epson. I nie inaczej jest też w przypadku aktualnie chyba najpopularniejszych okularów do obsługi rzeczywistości rozszerzonej: Microsoft HoloLens. 

Od czasu do czasu słyszymy jednak o planach wprowadzenia okularów AR do zastosowań prywatnych. Jednym z producentów, którzy szczególnie mocno interesują się tym sektorem, jest Xiaomi. Poniżej możesz zobaczyć koncepcję, nad którą pracują Chińczycy:

Pogadajmy teraz o historii… 

Pomysłem, by za pomocą elektronicznych urządzeń wzbogacać realny świat o dodatkowe elementy, już w 1901 roku podzielił się w swoim The Master Key Lyman Frank Baum, najbardziej znany jako autor Czarnoksiężnika z Krainy Oz. Pierwsze próby przeniesienia tej koncepcji ze świata fikcji do otaczającej nas rzeczywistości, podjęto natomiast pod koniec lat 60. W 1986 roku Ron Feigenblatt z zespołu IBM przedstawił zaś propozycję urządzenia, które nanosiłoby obiekty wirtualne w postaci podobnej jak robi to smartfon w Pokemon Go. 

Wreszcie, na początku lat 90. Thomas P. Caudell, pracujący wówczas w firmie Boeing, ukuł termin rzeczywistości rozszerzonej. Producent samolotów w ostatniej dekadzie minionego stulecia dał swoim pracownikom okulary, które przedstawiały opisy widzianych (okiem kamery) przewodów, ułatwiając właściwe ich poprowadzenie. Mniej więcej w tym samym czasie w różnych miejscach opracowano także kilka innych tego typu systemów. 

Pod koniec ubiegłego stulecia rozwiązania oparte na rzeczywistości rozszerzonej stosowano już w kilku różnych fabrykach, a pierwsza dekada XXI wieku wprowadziła AR do kolejnych sektorów: rozrywkowych, edukacyjnych czy też artystycznych. W drugiej dekadzie na rynku zaczęły pojawiać się zaawansowane urządzenia, dzięki którym rozszerzona rzeczywistość stała się naprawdę popularna: Google Glass w 2013 roku, Microsoft HoloLens w 2015, Magic Leap One w 2017 i HoloLens 2 w 2019. I tak dotarliśmy do teraźniejszości, a… 

Choć temat rzeczywistości rozszerzonej nieco ucichł, przypuszczalnie jej najlepsze lata są jeszcze przed nami. Szybki internet 5G, nowoczesne akumulatory i lekkie procesory ze wsparciem sztucznej inteligencji powinny już niebawem przynieść wzrost popularności gadżetów AR.

Niewątpliwie mają one olbrzymi potencjał. W dużej mierze będą mogły zastąpić smartfony, a także dać coś więcej. Ciekawą wizję rynku nieruchomości (ale nie tylko) pokazał swego czasu zespół LNG Studios. I z tym właściwie wideo cię już zostawiam (jeśli masz ochotę, daj znać w komentarzu, co o tym myślisz). 

Foto na wejście: kadr z filmu Microsoft na YouTube.