Introduzione alla realtà aumentata (AR)
La realtà aumentata può non essere così eccitante come una corsa sulle montagne russe in realtà virtuale, ma può rivelarsi uno strumento molto utile nella nostra vita quotidiana. Contiene questo potenziale perché porta elementi del mondo virtuale, nel mondo reale, valorizzando le cose che vediamo, ascoltiamo e sentiamo. Tra le altre tecnologie della realtà, la realtà aumentata si trova nel mezzo dello spettro della realtà mista, essendo tra il mondo reale e virtuale.
Realtà aumentata definizione
Definizione di Realtà Aumentata Cosa è la Realtà Aumentata (AR)?
Una versione migliorata della realtà in cui le visualizzazioni dirette o indirette dal vivo di ambienti fisici del mondo reale sono aumentate con immagini sovrapposte generate dal computer rispetto alla visione del mondo reale da parte dell’ utente, migliorando così la percezione attuale della realtà.
Origine della realtà aumentata
L’ origine della parola aumentata è l’ aumento, che significa aggiungere qualcosa. Nel caso della realtà aumentata (detta anche AR), la grafica, i suoni e il feedback tattili vengono aggiunti al nostro mondo naturale. A differenza della realtà virtuale, che richiede di abitare un ambiente interamente virtuale, la realtà aumentata utilizza l’ ambiente naturale esistente e semplicemente sovrappone le informazioni virtuali. Mentre coesistono armoniosamente mondi virtuali e reali, gli utenti della realtà aumentata sperimentano un mondo nuovo e migliorato in cui l’ informazione virtuale viene utilizzata come strumento per fornire assistenza nelle attività quotidiane.
Le applicazioni della realtà aumentata possono essere semplici come una notifica testuale o complicate come istruzioni su come eseguire una procedura chirurgica pericolosa per la vita. Possono evidenziare alcune caratteristiche, migliorare la comprensione e fornire dati accessibili e tempestivi. Le app per telefoni cellulari e le applicazioni aziendali sono alcune delle molte applicazioni che guidano lo sviluppo di applicazioni in realtà aumentata. Il punto chiave è che le informazioni fornite sono di grande attualità e pertinenti a ciò che si vuole fare.
Tipi di Realtà Aumentata Realtà Aumentata (AR)
Esistono diverse categorie di tecnologie di realtà aumentata, ognuna con differenze variabili nei loro obiettivi e casi di utilizzo applicativo. Di seguito, esploriamo i vari tipi di tecnologie che compongono la realtà aumentata:
Realtà aumentata basata sul marcatore
Realtà aumentata basata sul marker (chiamato anche Riconoscimento dell’ immagine) utilizza una telecamera e un certo tipo di marker visivo, come ad esempio un codice QR/2D, per produrre un risultato solo quando il marker è percepito da un lettore. Le applicazioni basate su marcatori utilizzano una telecamera sul dispositivo per distinguere un marcatore da qualsiasi altro oggetto del mondo reale. Come marcatori vengono utilizzati modelli distinti, ma semplici (come ad esempio un codice QR) perché possono essere facilmente riconosciuti e non richiedono molta potenza di elaborazione per essere letti. Viene anche calcolata la posizione e l’ orientamento, in cui un certo tipo di contenuto e/o informazione viene poi sovrapposto al marcatore.
Realtà aumentata senza marker
Realtà aumentata senza marker. Come una delle applicazioni più ampiamente implementate della realtà aumentata, senza marker (chiamata anche location-based, position-based, o GPS) , utilizza un GPS, bussola digitale, misuratore di velocità, o accelerometro che è incorporato nel dispositivo per fornire dati in base alla vostra posizione. È più comunemente usato per la mappatura delle direzioni, per trovare aziende vicine e altre applicazioni mobili centrate sulla posizione.
Realtà aumentata basata sulla proiezione
Basata su proiezioni,, proiettando la luce artificiale sulle superfici del mondo reale. Le applicazioni basate sulla proiezione della realtà aumentata consentono l’ interazione umana inviando la luce su una superficie del mondo reale e poi rilevando l’ interazione umana (cioè il tocco) di quella luce proiettata. Il rilevamento dell’ interazione dell’ utente avviene differenziando tra una proiezione attesa (o conosciuta) e la proiezione alterata (causata dall’ interazione dell’ utente). Un’ altra interessante applicazione della realtà aumentata basata sulla proiezione utilizza la tecnologia laser al plasma per proiettare un ologramma interattivo tridimensionale (3D) a mezz’ aria.
Realtà aumentata basata sulla sovrapposizione
La Superimposition Based Augmented Reality sostituisce parzialmente o completamente la vista originale di un oggetto con una vista aumentata dello stesso oggetto. In realtà aumentata basata sulla sovrapposizione, il riconoscimento di oggetti gioca un ruolo vitale perché l’ applicazione non può sostituire la vista originale con una vista aumentata se non è in grado di determinare che cosa sia l’ oggetto. Un forte esempio di realtà aumentata basata sulla sovrapposizione, rivolto al consumatore, può essere trovato nel catalogo Ikea dei mobili in realtà aumentata. Scaricando un’ applicazione e scansionando pagine selezionate nel loro catalogo cartaceo o digitale, gli utenti possono posizionare mobili virtuali ikea nella propria casa con l’ aiuto della realtà aumentata.
Come funziona la realtà aumentata? Come funziona AR?
Per capire come funziona la tecnologia della realtà aumentata, bisogna prima di tutto capire il suo obiettivo: portare gli oggetti generati dal computer nel mondo reale, che solo l’ utente può vedere.
Nella maggior parte delle applicazioni di realtà aumentata, un utente vedrà sia la luce sintetica che quella naturale. Ciò avviene sovrapponendo le immagini proiettate su un paio di occhiali o occhiali trasparenti, che permettono alle immagini e agli oggetti virtuali interattivi di sovrapporre la vista dell’ utente sul mondo reale. I dispositivi di Realtà Aumentata sono spesso autonomi, il che significa che, a differenza delle cuffie Oculus Rift o HTC Vive VR, sono completamente non collegate e non hanno bisogno di un cavo o di un computer desktop per funzionare.
Come funzionano i dispositivi di realtà aumentata (all’ interno)
Le realtà amplificate possono essere visualizzate su un’ ampia varietà di display, da schermi e monitor a dispositivi palmari o occhiali. Google Glass e altri display head-up (HUD) .I dispositivi palmari utilizzano piccoli display che si adattano alle mani degli utenti, inclusi smartphone e tablet. Man mano che le tecnologie della realtà continuano a progredire, i dispositivi della realtà aumentata richiederanno gradualmente meno hardware e cominceranno ad essere applicati a cose come le lenti a contatto e i display retinici virtuali.
Componenti chiave dei dispositivi di realtà aumentata
Sensori e telecamere
I sensori sono di solito all’ esterno del dispositivo di realtà aumentata, e raccolgono le interazioni del mondo reale di un utente e li comunicano per essere elaborati e interpretati. Le telecamere si trovano anche all’ esterno del dispositivo, e scansionano visivamente per raccogliere dati sull’ area circostante. I dispositivi prendono queste informazioni, che spesso determinano dove si trovano gli oggetti fisici circostanti, e poi formulano un modello digitale per determinare l’ output appropriato. Nel caso di Microsoft Hololens, telecamere specifiche svolgono compiti specifici, come il rilevamento della profondità. Le telecamere di rilevamento della profondità funzionano in tandem con due “telecamere per la comprensione dell’ ambiente” su ciascun lato del dispositivo. Un altro tipo comune di fotocamera è una fotocamera standard da più megapixel (simile a quelle utilizzate negli smartphone) per registrare immagini, video e a volte informazioni.
Proiezione
Mentre “Projection Based Augmented Reality” è una categoria in sé stessa, ci riferiamo specificamente a un proiettore in miniatura che si trova spesso in una posizione rivolta in avanti e verso l’ esterno su cuffie indossabili in realtà aumentata. Il proiettore può essenzialmente trasformare qualsiasi superficie in un ambiente interattivo. Come accennato in precedenza, le informazioni raccolte dalle telecamere utilizzate per esaminare il mondo circostante vengono elaborate e proiettate su una superficie di fronte all’ utente, che potrebbe essere un polso, un muro o anche un’ altra persona.In futuro, non avrai bisogno di un iPad per giocare un gioco online di scacchi perché potrai giocarlo sul tavolo davanti a te.
Elaborazione
I dispositivi a realtà aumentata sono fondamentalmente dei mini-supercomputer confezionati in minuscoli dispositivi. Questi dispositivi richiedono una notevole potenza di elaborazione del computer e utilizzano molti degli stessi componenti che i nostri smartphone hanno. Questi componenti includono una CPU, una GPU, memoria flash, RAM, microchip Bluetooth/Wifi, microchip GPS (Global Positioning System) e altro ancora. I dispositivi avanzati di realtà aumentata, come Microsoft Hololens utilizzano un accelerometro (per misurare la velocità in cui la testa si sta muovendo), un giroscopio (per misurare l’ inclinazione e l’ orientamento della testa) e un magnetometro (per fungere da bussola e capire in quale direzione la testa è puntata) per offrire un’ esperienza davvero coinvolgente.
Riflessione
Gli specchi sono utilizzati nei dispositivi di realtà aumentata per aiutare il modo in cui l’ occhio vede l’ immagine virtuale. Alcuni dispositivi di realtà aumentata possono avere “una serie di molti piccoli specchi ricurvi” (come con il dispositivo Magic Leap) e altri possono avere uno specchio fronte-retro semplice con una superficie riflettente la luce in ingresso a una telecamera laterale e l’ altra superficie riflettente la luce da un display laterale a occhio dell’ utente. Nel Microsoft Hololens, l’ uso di “specchi” comporta lenti olografiche see-through che utilizzano un sistema di proiezione ottica per proiettare gli ologrammi negli occhi. Un cosiddetto light engine, emette la luce verso due lenti separate (una per ogni occhio), che consiste in tre diversi colori primari (blu, verde, rosso). La luce colpisce questi strati e poi entra nell’ occhio con angolazioni, intensità e colori specifici, producendo un’ immagine olistica finale sulla retina dell’ occhio. Indipendentemente dal metodo, tutti questi percorsi di riflessione hanno lo stesso obiettivo, che è quello di aiutare con l’ allineamento dell’ immagine all’ occhio dell’ utente.
Come si controlla la Realtà Aumentata
I dispositivi a realtà aumentata sono spesso controllati sia da un pad che da comandi vocali. I touch pad sono spesso da qualche parte sul dispositivo che è facilmente raggiungibile. Funzionano rilevando le variazioni di pressione che si verificano quando un utente tocca o scuote un punto specifico. I comandi vocali funzionano in modo molto simile a quello degli smartphone. Un piccolo microfono sul dispositivo raccoglierà la voce e poi un microprocessore interpreterà i comandi. I comandi vocali, come quelli sul dispositivo Google Glass a realtà aumentata, sono preprogrammati da un elenco di comandi che è possibile utilizzare. Su Google Glass, quasi tutti iniziano con “OK, Glass”, che avverte i tuoi occhiali che un comando sarà presto seguito. Ad esempio,”OK, scatta una foto” invierà un comando al microprocessore per scattare una foto di quello che stai guardando.
Utilizzo della realtà aumentata : Sanità
Un esempio forte di realtà aumentata in uso è nel campo della sanità. Da un controllo di routine, a una complessa procedura chirurgica, la realtà aumentata può fornire enormi vantaggi ed efficienze sia al paziente che al personale sanitario.
Esami fisici
Questa tecnologia gli permette di accedere in tempo reale ai record passati, alle immagini e ad altri dati storici per discuterne con voi. L’ accesso immediato a queste informazioni digitali senza dover accedere a un computer o controllare una sala di registrazione, si rivela un grande vantaggio per gli operatori sanitari. L’ integrazione di sistemi assistiti in realtà aumentata con le tecnologie di gestione delle cartelle cliniche dei pazienti è già altamente auspicabile. L’ integrità e l’ accessibilità dei dati è un vantaggio importante per questo tipo di sistema, in cui l’ accesso ai record diventa istantaneo e coerente in tutti i professionisti per i record, le istruzioni e le policy più attuali.
Procedure chirurgiche
Immaginiamo di essere in procinto di sottoporci a un intervento chirurgico. Prima che l’ anestesia entri in circolo, il medico indossa un dispositivo a realtà aumentata. Il medico lo utilizzerà durante l’ intera procedura per la visualizzazione di checklist chirurgiche e di segni vitali del paziente.
Le tecnologie chirurgiche assistite dalla realtà aumentata assistono i professionisti fornendo interfacce per i dispositivi medici della sala operatoria, una guida grafica basata su overlay, la registrazione e l’ archiviazione delle procedure, i feed live per gli utenti remoti e l’ accesso immediato alle cartelle cliniche dei pazienti. Possono anche consentire la proiezione di immagini generate dal computer su qualsiasi parte del corpo per il trattamento o possono essere combinate con immagini in tempo reale scansionate. I vantaggi dell’ utilizzo della realtà aumentata includono un ridotto rischio di ritardi chirurgici dovuti alla scarsa dimestichezza con le condizioni vecchie o nuove, un ridotto rischio di errori nell’ esecuzione delle procedure chirurgiche e un ridotto rischio di contaminazione se il dispositivo consente ai chirurghi di accedere alle informazioni senza dover rimuovere i guanti (es. mani libere) per controllare gli strumenti e i dati.