Rozšířená realita naplno: Podrobný pohled na ARCore a ARKit

Rozšířená realita (AR) se rychle vyvíjí z futuristického konceptu na hmatatelnou technologii, která ovlivňuje různá odvětví po celém světě. V čele této transformace stojí ARCore od Googlu a ARKit od Applu, přední softwarové vývojové kity (SDK), které umožňují vývojářům vytvářet pohlcující a interaktivní zážitky v rozšířené realitě na zařízeních s Androidem a iOS. Tento komplexní průvodce zkoumá schopnosti, funkce a aplikace ARCore a ARKit a poskytuje vhled pro vývojáře, firmy a všechny, kteří se zajímají o budoucnost AR.

Co je rozšířená realita?

Rozšířená realita překrývá digitální informace přes reálný svět, čímž vylepšuje naše vnímání a interakci s okolím. Na rozdíl od virtuální reality (VR), která vytváří zcela umělé prostředí, AR plynule propojuje virtuální prvky s fyzickým prostředím uživatele prostřednictvím zařízení, jako jsou chytré telefony, tablety a chytré brýle. Díky tomu je AR dostupná a použitelná v široké škále scénářů, od her a zábavy po vzdělávání a průmyslové aplikace.

ARCore: Platforma pro rozšířenou realitu od Googlu

ARCore je platforma od Googlu pro vytváření zážitků v rozšířené realitě. Umožňuje zařízením s Androidem porozumět svému prostředí a interagovat s informacemi v něm. ARCore využívá tři klíčové technologie:

• Sledování pohybu (Motion Tracking): Porozumění pozici telefonu vůči světu. Toho je dosaženo pomocí technologie současné lokalizace a mapování (SLAM).
• Porozumění prostředí (Environmental Understanding): Detekce velikosti a umístění rovných povrchů, jako jsou stoly a podlahy. ARCore k identifikaci těchto povrchů používá detekci rovin.
• Odhad osvětlení (Light Estimation): Odhad aktuálních světelných podmínek prostředí. To umožňuje realistické vykreslování AR objektů, které se plynule prolínají s reálným světem.

Funkce a možnosti ARCore

ARCore nabízí bohatou sadu funkcí a API, které mohou vývojáři využít k vytváření působivých AR aplikací:

• Porozumění scéně (Scene Understanding): ARCore dokáže detekovat a porozumět geometrii a sémantice prostředí, což vývojářům umožňuje vytvářet realističtější a interaktivnější AR zážitky.
• Rozšířené tváře (Augmented Faces): ARCore podporuje sledování a vykreslování obličeje, což vývojářům umožňuje vytvářet obličejové filtry, AR avatary a další zážitky s rozšířenou realitou pro obličej.
• Cloudové kotvy (Cloud Anchors): Cloudové kotvy umožňují uživatelům sdílet a uchovávat AR zážitky napříč několika zařízeními a místy. To je zvláště užitečné pro kolaborativní AR aplikace.
• Trvalé cloudové kotvy (Persistent Cloud Anchors): Navazují na cloudové kotvy a umožňují ukládat kotvy na delší dobu, což umožňuje trvalý virtuální obsah překrytý přes reálný svět.
• Geospatial API: Toto API je navrženo k umisťování virtuálních objektů pomocí reálných GPS dat a vizuálních informací získaných z Google Street View. Geospatial API pomáhá AR aplikacím znát polohu a orientaci zařízení.
• ARCore Depth API: Tato funkce využívá algoritmus hloubky z pohybu (depth-from-motion) k vytvoření hloubkové mapy ze standardního RGB kamerového záznamu. To umožňuje virtuálním objektům realisticky interagovat s prostředím, dokonce se i skrývat za reálnými objekty.

Případy použití a aplikace ARCore

ARCore se používá v různých odvětvích a aplikacích, včetně:

• Hry a zábava: AR hry, které překrývají virtuální postavy a prostředí přes reálný svět, čímž vytvářejí pohlcující a interaktivní herní zážitky.
• Maloobchod a e-commerce: AR aplikace, které zákazníkům umožňují virtuálně si vyzkoušet oblečení, prohlédnout si nábytek ve svém domě nebo si vizualizovat produkty ve 3D před nákupem. Například aplikace IKEA Place umožňuje uživatelům virtuálně umístit nábytek IKEA do svých domovů.
• Vzdělávání a školení: AR aplikace, které poskytují interaktivní a poutavé vzdělávací zážitky, jako jsou 3D modely anatomických struktur nebo historických památek.
• Průmysl a výroba: AR nástroje, které pomáhají technikům s údržbou zařízení, poskytují pokyny krok za krokem a překrývají kritické informace na stroje.
• Navigace a orientace: AR aplikace, které překrývají pokyny a zajímavá místa přes reálný svět, což usnadňuje navigaci v neznámém prostředí.

ARKit: Framework pro rozšířenou realitu od Applu

ARKit je framework od Applu pro vytváření zážitků v rozšířené realitě na zařízeních s iOS. Stejně jako ARCore umožňuje ARKit zařízením s iOS porozumět svému prostředí a interagovat s informacemi v něm. ARKit se také spoléhá na podobné klíčové technologie, včetně:

• Sledování pohybu (Motion Tracking): Podobně jako ARCore používá ARKit vizuálně-inerciální odometrii (VIO) ke sledování polohy a orientace zařízení v reálném světě.
• Porozumění prostředí (Environmental Understanding): ARKit dokáže detekovat a porozumět rovným povrchům, stejně jako rozpoznávat obrázky a objekty.
• Rekonstrukce scény (Scene Reconstruction): ARKit dokáže vytvořit 3D síť prostředí, což umožňuje realističtější a pohlcující AR zážitky.

Funkce a možnosti ARKit

ARKit nabízí komplexní sadu funkcí a API pro vývojáře k vytváření vysoce kvalitních AR aplikací:

• Porozumění scéně (Scene Understanding): ARKit poskytuje robustní schopnosti porozumění scéně, včetně detekce rovin, rozpoznávání obrázků a rozpoznávání objektů.
• Okluze osob (People Occlusion): ARKit dokáže detekovat a segmentovat lidi ve scéně, což umožňuje virtuálním objektům realisticky se za nimi skrývat.
• Snímání pohybu (Motion Capture): ARKit dokáže zachytit pohyby lidí ve scéně, což vývojářům umožňuje vytvářet AR avatary a AR zážitky založené na pohybu.
• Kolaborativní relace (Collaborative Sessions): ARKit podporuje kolaborativní AR zážitky, které umožňují více uživatelům interagovat se stejným AR obsahem v reálném čase.
• RealityKit: Framework od Applu pro vytváření 3D AR zážitků, který poskytuje deklarativní API a integraci s Reality Composer pro vytváření a úpravu AR obsahu.
• Sledování objektů (Object Tracking): ARKit dokáže sledovat reálné objekty, což vývojářům umožňuje vytvářet AR zážitky, které jsou ukotveny ke konkrétním objektům v prostředí.
• Lokační kotvy (Location Anchors): Umožňuje navázat AR zážitky na konkrétní geografické lokality pomocí GPS, Wi-Fi a dat z mobilních vysílačů. To vývojářům umožňuje vytvářet AR zážitky založené na poloze.

Případy použití a aplikace ARKit

ARKit se používá v široké škále aplikací, včetně:

• Hry a zábava: AR hry, které využívají kameru a senzory iPhonu k vytváření pohlcujících a interaktivních herních zážitků.
• Maloobchod a e-commerce: AR aplikace, které zákazníkům umožňují virtuálně si vyzkoušet oblečení, prohlédnout si nábytek ve svém domě nebo si vizualizovat produkty ve 3D před nákupem. Sephora Virtual Artist umožňuje uživatelům virtuálně si vyzkoušet make-up.
• Vzdělávání a školení: AR aplikace, které poskytují interaktivní a poutavé vzdělávací zážitky, jako jsou 3D modely anatomických struktur nebo historických artefaktů.
• Domácí úpravy a design: AR nástroje, které uživatelům umožňují vizualizovat renovace, umisťovat nábytek a měřit prostory ve svých domovech.
• Sociální média a komunikace: AR filtry a efekty, které vylepšují příspěvky na sociálních médiích a videohovory.

ARCore vs. ARKit: Srovnávací analýza

Ačkoli ARCore a ARKit sdílejí společný cíl umožnit zážitky v rozšířené realitě, mají odlišné funkce a schopnosti. Zde je srovnávací analýza obou platforem:

Funkce	ARCore	ARKit
Podpora platforem	Android	iOS
Porozumění scéně	Detekce rovin, rozpoznávání obrázků, rozpoznávání objektů	Detekce rovin, rozpoznávání obrázků, rozpoznávání objektů, rekonstrukce scény
Sledování obličeje	Augmented Faces API	Funkce sledování obličeje vestavěné v ARKit
Cloudové kotvy	Cloud Anchors API	Kolaborativní relace (podobná funkcionalita)
Sledování objektů	Omezená podpora	Robustní schopnosti sledování objektů
Vývojové nástroje	Android Studio, Unity, Unreal Engine	Xcode, Reality Composer, Unity, Unreal Engine

Dosah platformy: ARCore těží z širšího globálního podílu Androidu na trhu, což ho činí dostupným pro širší publikum. ARKit je na druhé straně omezen na ekosystém Applu, který bývá soustředěn ve specifických regionech a demografických skupinách.

Optimalizace hardwaru: ARKit je úzce integrován s hardwarem Applu, což umožňuje optimalizovaný výkon a přístup k pokročilým funkcím, jako je LiDAR na novějších zařízeních. ARCore se spoléhá na širší škálu hardwarových konfigurací, což může vést k rozdílům ve výkonu a podpoře funkcí.

Ekosystém a podpora: Obě platformy mají robustní ekosystémy a vývojářskou podporu s aktivními komunitami, komplexní dokumentací a pravidelnými aktualizacemi. Ekosystém vývojářů Applu je však často považován za vyspělejší a lépe financovaný.

Vývoj AR aplikací s ARCore a ARKit

Vývoj AR aplikací s ARCore a ARKit zahrnuje několik klíčových kroků:

1. Nastavení vývojového prostředí: Stáhněte a nainstalujte potřebné SDK, IDE a vývojové nástroje pro vaši zvolenou platformu (Android Studio pro ARCore, Xcode pro ARKit).
2. Vytvoření nového AR projektu: Vytvořte nový projekt ve zvoleném IDE a nakonfigurujte ho pro vývoj AR.
3. Inicializace AR relace: Inicializujte AR relaci a nakonfigurujte ji pro použití příslušných funkcí, jako je detekce rovin, rozpoznávání obrázků nebo sledování objektů.
4. Přidání AR obsahu: Importujte nebo vytvořte 3D modely, obrázky a další zdroje, které chcete překrýt přes reálný svět.
5. Zpracování uživatelského vstupu: Implementujte dotyková gesta a další mechanismy uživatelského vstupu, aby uživatelé mohli interagovat s AR obsahem.
6. Testování a ladění: Důkladně otestujte a odlaďte vaši AR aplikaci na reálných zařízeních, abyste se ujistili, že funguje podle očekávání v různých prostředích.
7. Optimalizace výkonu: Optimalizujte výkon vaší AR aplikace, abyste zajistili plynulé a responzivní chování, zejména na méně výkonných zařízeních.

Populární vývojové nástroje a frameworky

• Unity: Multiplatformní herní engine, který poskytuje vizuální editor a skriptovací nástroje pro vytváření AR aplikací pro ARCore i ARKit.
• Unreal Engine: Další populární herní engine, který nabízí pokročilé renderovací schopnosti a vizuální skriptovací nástroje pro vytváření vysoce věrných AR zážitků.
• SceneKit (ARKit): Nativní 3D grafický framework od Applu, který poskytuje deklarativní API a integraci s Reality Composer pro vytváření a úpravu AR obsahu.
• RealityKit (ARKit): Modernější framework postavený na SceneKit, navržený speciálně pro AR. Zahrnuje funkce jako fyziku, prostorový zvuk a síťovou komunikaci mezi více účastníky.
• Android SDK (ARCore): Nativní SDK od Googlu pro vývoj aplikací pro Android, poskytující přímý přístup k API a funkcím ARCore.

Budoucnost rozšířené reality

Rozšířená realita je připravena způsobit revoluci ve způsobu, jakým interagujeme s technologií a světem kolem nás. Jak se hardware a software neustále vyvíjejí, můžeme očekávat, že se objeví ještě více pohlcující, interaktivní a praktické AR aplikace v různých odvětvích.

Klíčové trendy formující budoucnost AR

• Pokroky v hardwaru: Vývoj výkonnějších a energeticky úspornějších mobilních zařízení, stejně jako vznik specializovaných AR brýlí a headsetů, umožní pohlcující a plynulejší AR zážitky.
• Zlepšené počítačové vidění: Pokroky v algoritmech počítačového vidění a strojovém učení umožní AR zařízením lépe rozumět a interagovat s prostředím, což povede k realističtějším a intuitivnějším AR zážitkům.
• 5G konektivita: Široké přijetí 5G sítí poskytne šířku pásma a nízkou latenci potřebnou pro AR aplikace v reálném čase, jako je kolaborativní AR a vzdálená asistence.
• Edge Computing: Edge computing umožní AR zařízením přenést výpočetní úlohy na blízké servery, čímž se sníží latence a zlepší výkon, zejména u složitých AR aplikací.
• Prostorová výpočetní technika (Spatial Computing): Konvergence AR, VR a dalších technologií do jednotné platformy pro prostorovou výpočetní techniku vytvoří nové příležitosti pro pohlcující a interaktivní zážitky.
• AR Cloud: Sdílená digitální reprezentace reálného světa, která umožňuje trvalé a kolaborativní AR zážitky.

Potenciální aplikace v nadcházejících letech

• Chytrý maloobchod: Nákupní zážitky poháněné AR, které poskytují personalizovaná doporučení, virtuální zkoušení a interaktivní informace o produktech.
• Vylepšené vzdělávání: Vzdělávací zážitky založené na AR, které oživují učebnice, poskytují pohlcující simulace a usnadňují vzdálenou spolupráci.
• Vzdálená zdravotní péče: AR nástroje, které umožňují vzdálené konzultace, virtuální školení a asistovanou chirurgii, čímž se zlepšuje přístup ke zdravotní péči v odlehlých oblastech.
• Průmyslová automatizace: AR aplikace, které pomáhají pracovníkům se složitými úkoly, poskytují informace v reálném čase a zlepšují bezpečnost v průmyslovém prostředí.
• Chytrá města: AR překryvy, které poskytují informace v reálném čase o veřejné dopravě, dopravní situaci a zajímavých místech v městském prostředí.

Závěr

ARCore a ARKit transformují krajinu rozšířené reality a umožňují vývojářům vytvářet inovativní a poutavé zážitky v široké škále odvětví. Jak technologie AR pokračuje v pokroku, můžeme očekávat, že se objeví ještě více transformačních aplikací, které změní způsob, jakým interagujeme s technologií a světem kolem nás. Ať už jste vývojář, majitel firmy, nebo jste jen zvědaví na budoucnost technologie, nyní je čas prozkoumat vzrušující možnosti rozšířené reality.

Tento průvodce poskytuje základní porozumění ARCore a ARKit. Další vzdělávání prostřednictvím vývojářské dokumentace, online kurzů a experimentování bude klíčem k zvládnutí vývoje AR. Budoucnost AR je jasná a se správnými nástroji a znalostmi můžete být její součástí.