واقعیت افزوده به میدان می‌آید: نگاهی عمیق به ARCore و ARKit

واقعیت افزوده (AR) به سرعت از یک مفهوم آینده‌نگرانه به یک فناوری ملموس در حال تحول است که صنایع مختلف را در سراسر جهان تحت تأثیر قرار می‌دهد. در خط مقدم این تحول، ARCore گوگل و ARKit اپل قرار دارند، کیت‌های توسعه نرم‌افزار (SDK) پیشرو که توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازند تا تجربیات واقعیت افزوده فراگیر و تعاملی را به ترتیب در دستگاه‌های اندروید و iOS ایجاد کنند. این راهنمای جامع به بررسی قابلیت‌ها، ویژگی‌ها و کاربردهای ARCore و ARKit می‌پردازد و بینش‌هایی را برای توسعه‌دهندگان، کسب‌وکارها و هر کسی که به آینده واقعیت افزوده علاقه‌مند است، ارائه می‌دهد.

واقعیت افزوده چیست؟

واقعیت افزوده اطلاعات دیجیتال را بر روی دنیای واقعی قرار می‌دهد و درک و تعامل ما با محیط اطرافمان را بهبود می‌بخشد. برخلاف واقعیت مجازی (VR) که یک محیط کاملاً مصنوعی ایجاد می‌کند، AR به طور یکپارچه عناصر مجازی را با محیط فیزیکی کاربر از طریق دستگاه‌هایی مانند گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها و عینک‌های هوشمند ترکیب می‌کند. این امر باعث می‌شود AR در طیف گسترده‌ای از سناریوها، از بازی و سرگرمی گرفته تا آموزش و کاربردهای صنعتی، قابل دسترس و کاربردی باشد.

ARCore: پلتفرم واقعیت افزوده گوگل

ARCore پلتفرم گوگل برای ساخت تجربیات واقعیت افزوده است. این پلتفرم به دستگاه‌های اندرویدی اجازه می‌دهد تا محیط خود را درک کرده و با اطلاعات موجود در آن تعامل داشته باشند. ARCore از سه فناوری کلیدی استفاده می‌کند:

• ردیابی حرکت: درک موقعیت گوشی نسبت به جهان. این کار از طریق فناوری مکان‌یابی و نقشه‌برداری همزمان (SLAM) انجام می‌شود.
• درک محیط: تشخیص اندازه و مکان سطوح صاف مانند میزها و کف‌ها. ARCore از تشخیص سطح (plane detection) برای شناسایی این سطوح استفاده می‌کند.
• تخمین نور: تخمین شرایط نوری فعلی محیط. این قابلیت اجازه می‌دهد تا اشیاء AR به طور واقع‌گرایانه رندر شوند و به طور یکپارچه با دنیای واقعی ترکیب شوند.

ویژگی‌ها و قابلیت‌های ARCore

ARCore مجموعه غنی از ویژگی‌ها و APIها را ارائه می‌دهد که توسعه‌دهندگان می‌توانند از آنها برای ایجاد اپلیکیشن‌های AR جذاب استفاده کنند:

• درک صحنه: ARCore می‌تواند هندسه و معنای محیط را تشخیص داده و درک کند، که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تجربیات AR واقع‌گرایانه‌تر و تعاملی‌تری ایجاد کنند.
• چهره‌های افزوده: ARCore از ردیابی و رندر چهره پشتیبانی می‌کند و به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد فیلترهای چهره، آواتارهای AR و دیگر تجربیات AR مبتنی بر چهره را ایجاد کنند.
• انکرهای ابری (Cloud Anchors): انکرهای ابری به کاربران اجازه می‌دهند تجربیات AR را در چندین دستگاه و مکان به اشتراک بگذارند و پایدار کنند. این ویژگی به ویژه برای اپلیکیشن‌های AR مشارکتی مفید است.
• انکرهای ابری پایدار: این ویژگی که بر پایه انکرهای ابری ساخته شده، امکان ذخیره انکرها برای مدت زمان طولانی‌تری را فراهم می‌کند و اجازه می‌دهد محتوای مجازی دائمی بر روی دنیای واقعی قرار گیرد.
• Geospatial API: این API برای قرار دادن اشیاء مجازی با استفاده از داده‌های GPS دنیای واقعی و اطلاعات بصری به دست آمده از Google Street View طراحی شده است. Geospatial API به اپلیکیشن‌های AR کمک می‌کند تا مکان و جهت‌گیری دستگاه را بدانند.
• ARCore Depth API: این ویژگی از یک الگوریتم عمق‌سنجی از حرکت برای ایجاد یک نقشه عمق از یک فید دوربین RGB استاندارد استفاده می‌کند. این امر به اشیاء مجازی اجازه می‌دهد تا به طور واقع‌گرایانه با محیط تعامل داشته باشند، حتی پشت اشیاء دنیای واقعی پنهان شوند.

موارد استفاده و کاربردهای ARCore

ARCore در صنایع و کاربردهای مختلفی استفاده می‌شود، از جمله:

• بازی و سرگرمی: بازی‌های AR که شخصیت‌ها و محیط‌های مجازی را بر روی دنیای واقعی قرار می‌دهند و تجربیات بازی فراگیر و تعاملی ایجاد می‌کنند.
• خرده‌فروشی و تجارت الکترونیک: اپلیکیشن‌های AR که به مشتریان اجازه می‌دهند به طور مجازی لباس‌ها را امتحان کنند، مبلمان را در خانه‌های خود پیش‌نمایش دهند یا محصولات را قبل از خرید به صورت سه بعدی مشاهده کنند. به عنوان مثال، اپلیکیشن IKEA Place به کاربران اجازه می‌دهد مبلمان IKEA را به صورت مجازی در خانه خود قرار دهند.
• آموزش و یادگیری: اپلیکیشن‌های AR که تجربیات یادگیری تعاملی و جذابی را ارائه می‌دهند، مانند مدل‌های سه بعدی از ساختارهای آناتومیک یا مکان‌های تاریخی.
• صنعت و تولید: ابزارهای AR که به تکنسین‌ها در تعمیر و نگهداری تجهیزات کمک می‌کنند، دستورالعمل‌های گام به گام ارائه می‌دهند و اطلاعات حیاتی را بر روی ماشین‌آلات نمایش می‌دهند.
• ناوبری و مسیریابی: اپلیکیشن‌های AR که مسیرها و نقاط مورد علاقه را بر روی دنیای واقعی نمایش می‌دهند و ناوبری در محیط‌های ناآشنا را آسان‌تر می‌کنند.

ARKit: فریم‌ورک واقعیت افزوده اپل

ARKit فریم‌ورک اپل برای ساخت تجربیات واقعیت افزوده در دستگاه‌های iOS است. مانند ARCore، ARKit به دستگاه‌های iOS اجازه می‌دهد تا محیط خود را درک کرده و با اطلاعات موجود در آن تعامل داشته باشند. ARKit نیز بر فناوری‌های کلیدی مشابهی تکیه دارد، از جمله:

• ردیابی حرکت: مشابه ARCore، ARKit از اودومتری بصری-اینرسی (VIO) برای ردیابی موقعیت و جهت‌گیری دستگاه در دنیای واقعی استفاده می‌کند.
• درک محیط: ARKit می‌تواند سطوح صاف را تشخیص داده و درک کند، و همچنین تصاویر و اشیاء را شناسایی کند.
• بازسازی صحنه: ARKit می‌تواند یک مش سه بعدی از محیط ایجاد کند که امکان تجربیات AR واقع‌گرایانه‌تر و فراگیرتر را فراهم می‌کند.

ویژگی‌ها و قابلیت‌های ARKit

ARKit مجموعه جامعی از ویژگی‌ها و APIها را برای توسعه‌دهندگان ارائه می‌دهد تا اپلیکیشن‌های AR با کیفیت بالا ایجاد کنند:

• درک صحنه: ARKit قابلیت‌های قوی درک صحنه را فراهم می‌کند، از جمله تشخیص سطح، تشخیص تصویر و تشخیص اشیاء.
• پوشاندن افراد (People Occlusion): ARKit می‌تواند افراد را در صحنه تشخیص داده و بخش‌بندی کند، که به اشیاء مجازی اجازه می‌دهد به طور واقع‌گرایانه پشت آنها پنهان شوند.
• ضبط حرکت (Motion Capture): ARKit می‌تواند حرکات افراد را در صحنه ضبط کند و به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد آواتارهای AR و تجربیات AR مبتنی بر حرکت ایجاد کنند.
• جلسات مشارکتی (Collaborative Sessions): ARKit از تجربیات AR مشارکتی پشتیبانی می‌کند و به چندین کاربر اجازه می‌دهد تا با محتوای AR یکسان به صورت همزمان تعامل داشته باشند.
• RealityKit: فریم‌ورک اپل برای ساخت تجربیات AR سه بعدی که یک API اعلانی و ادغام با Reality Composer برای ایجاد و ویرایش محتوای AR فراهم می‌کند.
• ردیابی اشیاء (Object Tracking): ARKit می‌تواند اشیاء دنیای واقعی را ردیابی کند و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تجربیات AR را ایجاد کنند که به اشیاء خاصی در محیط متصل هستند.
• انکرهای مکانی (Location Anchors): امکان می‌دهد تجربیات AR به مکان‌های جغرافیایی خاص با استفاده از GPS، Wi-Fi و داده‌های دکل‌های مخابراتی متصل شوند. این قابلیت به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تجربیات AR مبتنی بر مکان ایجاد کنند.

موارد استفاده و کاربردهای ARKit

ARKit در طیف گسترده‌ای از اپلیکیشن‌ها استفاده می‌شود، از جمله:

• بازی و سرگرمی: بازی‌های AR که از دوربین و سنسورهای آیفون برای ایجاد تجربیات بازی فراگیر و تعاملی استفاده می‌کنند.
• خرده‌فروشی و تجارت الکترونیک: اپلیکیشن‌های AR که به مشتریان اجازه می‌دهند به طور مجازی لباس‌ها را امتحان کنند، مبلمان را در خانه‌های خود پیش‌نمایش دهند یا محصولات را قبل از خرید به صورت سه بعدی مشاهده کنند. Sephora Virtual Artist به کاربران اجازه می‌دهد به طور مجازی آرایش را امتحان کنند.
• آموزش و یادگیری: اپلیکیشن‌های AR که تجربیات یادگیری تعاملی و جذابی را ارائه می‌دهند، مانند مدل‌های سه بعدی از ساختارهای آناتومیک یا آثار تاریخی.
• بهسازی و طراحی خانه: ابزارهای AR که به کاربران اجازه می‌دهند بازسازی‌ها را تجسم کنند، مبلمان را قرار دهند و فضاها را در خانه‌های خود اندازه‌گیری کنند.
• رسانه‌های اجتماعی و ارتباطات: فیلترها و افکت‌های AR که پست‌های رسانه‌های اجتماعی و تماس‌های ویدیویی را بهبود می‌بخشند.

ARCore در مقابل ARKit: یک تحلیل مقایسه‌ای

در حالی که ARCore و ARKit هدف مشترک فعال‌سازی تجربیات واقعیت افزوده را دارند، دارای ویژگی‌ها و قابلیت‌های متمایزی هستند. در اینجا یک تحلیل مقایسه‌ای از این دو پلتفرم ارائه شده است:

ویژگی	ARCore	ARKit
پشتیبانی پلتفرم	اندروید	iOS
درک صحنه	تشخیص سطح، تشخیص تصویر، تشخیص اشیاء	تشخیص سطح، تشخیص تصویر، تشخیص اشیاء، بازسازی صحنه
ردیابی چهره	Augmented Faces API	قابلیت‌های ردیابی چهره تعبیه شده در ARKit
انکرهای ابری	Cloud Anchors API	جلسات مشارکتی (عملکرد مشابه)
ردیابی اشیاء	پشتیبانی محدود	قابلیت‌های قوی ردیابی اشیاء
ابزارهای توسعه	Android Studio, Unity, Unreal Engine	Xcode, Reality Composer, Unity, Unreal Engine

پوشش پلتفرم: ARCore از سهم بازار جهانی گسترده‌تر اندروید بهره می‌برد و آن را برای مخاطبان وسیع‌تری در دسترس قرار می‌دهد. از سوی دیگر، ARKit به اکوسیستم اپل محدود است که معمولاً در مناطق و جمعیت‌های خاصی متمرکز است.

بهینه‌سازی سخت‌افزار: ARKit به طور تنگاتنگ با سخت‌افزار اپل یکپارچه شده است که امکان عملکرد بهینه و دسترسی به ویژگی‌های پیشرفته مانند LiDAR در دستگاه‌های جدیدتر را فراهم می‌کند. ARCore بر روی طیف وسیع‌تری از پیکربندی‌های سخت‌افزاری تکیه دارد که می‌تواند منجر به تفاوت در عملکرد و پشتیبانی از ویژگی‌ها شود.

اکوسیستم و پشتیبانی: هر دو پلتفرم دارای اکوسیستم‌های قوی و پشتیبانی توسعه‌دهنده هستند، با جوامع فعال، مستندات جامع و به‌روزرسانی‌های منظم. با این حال، اکوسیستم توسعه‌دهنده اپل اغلب بالغ‌تر و دارای بودجه بهتری در نظر گرفته می‌شود.

توسعه اپلیکیشن‌های AR با ARCore و ARKit

توسعه اپلیکیشن‌های AR با ARCore و ARKit شامل چندین مرحله کلیدی است:

1. راه‌اندازی محیط توسعه: SDKها، IDEها و ابزارهای توسعه لازم را برای پلتفرم انتخابی خود (Android Studio برای ARCore، Xcode برای ARKit) دانلود و نصب کنید.
2. ایجاد یک پروژه AR جدید: یک پروژه جدید در IDE انتخابی خود ایجاد کرده و آن را برای توسعه AR پیکربندی کنید.
3. راه‌اندازی اولیه جلسه AR: جلسه AR را راه‌اندازی کرده و آن را برای استفاده از ویژگی‌های مناسب مانند تشخیص سطح، تشخیص تصویر یا ردیابی اشیاء پیکربندی کنید.
4. افزودن محتوای AR: مدل‌های سه بعدی، تصاویر و سایر دارایی‌هایی را که می‌خواهید بر روی دنیای واقعی قرار دهید، وارد یا ایجاد کنید.
5. مدیریت ورودی کاربر: حرکات لمسی و سایر مکانیزم‌های ورودی کاربر را برای تعامل کاربران با محتوای AR پیاده‌سازی کنید.
6. تست و اشکال‌زدایی: اپلیکیشن AR خود را به طور کامل بر روی دستگاه‌های واقعی تست و اشکال‌زدایی کنید تا اطمینان حاصل شود که در محیط‌های مختلف به درستی کار می‌کند.
7. بهینه‌سازی عملکرد: عملکرد اپلیکیشن AR خود را برای اطمینان از رفتار روان و پاسخگو، به ویژه در دستگاه‌های پایین‌رده، بهینه کنید.

ابزارها و فریم‌ورک‌های محبوب توسعه

• Unity: یک موتور بازی‌سازی چند پلتفرمی که یک ویرایشگر بصری و ابزارهای اسکریپت‌نویسی برای ایجاد اپلیکیشن‌های AR برای هر دو ARCore و ARKit فراهم می‌کند.
• Unreal Engine: یکی دیگر از موتورهای بازی‌سازی محبوب که قابلیت‌های رندر پیشرفته و ابزارهای اسکریپت‌نویسی بصری برای ایجاد تجربیات AR با کیفیت بالا ارائه می‌دهد.
• SceneKit (ARKit): فریم‌ورک گرافیکی سه بعدی بومی اپل که یک API اعلانی و ادغام با Reality Composer برای ایجاد و ویرایش محتوای AR فراهم می‌کند.
• RealityKit (ARKit): یک فریم‌ورک مدرن‌تر که بر پایه SceneKit ساخته شده و به طور خاص برای AR طراحی شده است. این فریم‌ورک شامل ویژگی‌هایی مانند فیزیک، صدای فضایی و شبکه‌سازی چند نفره است.
• Android SDK (ARCore): SDK بومی گوگل برای توسعه اپلیکیشن‌های اندروید که دسترسی مستقیم به APIها و ویژگی‌های ARCore را فراهم می‌کند.

آینده واقعیت افزوده

واقعیت افزوده آماده است تا نحوه تعامل ما با فناوری و دنیای اطرافمان را متحول کند. با ادامه تکامل سخت‌افزار و نرم‌افزار، می‌توان انتظار داشت که شاهد ظهور اپلیکیشن‌های AR فراگیرتر، تعاملی‌تر و کاربردی‌تر در صنایع مختلف باشیم.

روندهای کلیدی شکل‌دهنده آینده AR

• پیشرفت در سخت‌افزار: توسعه دستگاه‌های موبایل قدرتمندتر و با مصرف انرژی بهینه‌تر، و همچنین ظهور عینک‌ها و هدست‌های اختصاصی AR، تجربیات AR فراگیرتر و یکپارچه‌تری را ممکن می‌سازد.
• بینایی کامپیوتر بهبود یافته: پیشرفت در الگوریتم‌های بینایی کامپیوتر و یادگیری ماشین به دستگاه‌های AR امکان می‌دهد تا محیط را بهتر درک کرده و با آن تعامل داشته باشند، که منجر به تجربیات AR واقع‌گرایانه‌تر و شهودی‌تر می‌شود.
• اتصال 5G: پذیرش گسترده شبکه‌های 5G پهنای باند و تأخیر کم مورد نیاز برای اپلیکیشن‌های AR همزمان، مانند AR مشارکتی و کمک از راه دور را فراهم می‌کند.
• محاسبات لبه (Edge Computing): محاسبات لبه به دستگاه‌های AR امکان می‌دهد تا وظایف پردازشی را به سرورهای نزدیک منتقل کنند، که باعث کاهش تأخیر و بهبود عملکرد، به ویژه برای اپلیکیشن‌های AR پیچیده می‌شود.
• محاسبات فضایی (Spatial Computing): همگرایی AR، VR و سایر فناوری‌ها در یک پلتفرم محاسبات فضایی یکپارچه، فرصت‌های جدیدی برای تجربیات فراگیر و تعاملی ایجاد خواهد کرد.
• ابر AR (AR Cloud): نمایش دیجیتالی مشترک از دنیای واقعی برای فعال کردن تجربیات AR پایدار و مشارکتی.

کاربردهای بالقوه در سال‌های آینده

• خرده‌فروشی هوشمند: تجربیات خرید مبتنی بر AR که توصیه‌های شخصی، امتحان مجازی لباس و اطلاعات تعاملی محصول را ارائه می‌دهند.
• آموزش پیشرفته: تجربیات یادگیری مبتنی بر AR که کتاب‌های درسی را زنده می‌کنند، شبیه‌سازی‌های فراگیر ارائه می‌دهند و همکاری از راه دور را تسهیل می‌کنند.
• مراقبت‌های بهداشتی از راه دور: ابزارهای AR که مشاوره‌های از راه دور، آموزش مجازی و جراحی با کمک AR را امکان‌پذیر می‌سازند و دسترسی به مراقبت‌های بهداشتی را در مناطق دورافتاده بهبود می‌بخشند.
• اتوماسیون صنعتی: اپلیکیشن‌های AR که به کارگران در انجام وظایف پیچیده کمک می‌کنند، اطلاعات همزمان ارائه می‌دهند و ایمنی را در محیط‌های صنعتی بهبود می‌بخشند.
• شهرهای هوشمند: لایه‌های AR که اطلاعات همزمان در مورد حمل و نقل عمومی، شرایط ترافیک و نقاط مورد علاقه در محیط‌های شهری را ارائه می‌دهند.

نتیجه‌گیری

ARCore و ARKit در حال تحول چشم‌انداز واقعیت افزوده هستند و توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازند تا تجربیات نوآورانه و جذابی را در طیف گسترده‌ای از صنایع ایجاد کنند. با ادامه پیشرفت فناوری AR، می‌توان انتظار داشت که شاهد ظهور کاربردهای تحول‌آفرین‌تری باشیم که نحوه تعامل ما با فناوری و دنیای اطرافمان را تغییر می‌دهد. چه شما یک توسعه‌دهنده، یک صاحب کسب‌وکار یا صرفاً کنجکاو در مورد آینده فناوری باشید، اکنون زمان آن است که امکانات هیجان‌انگیز واقعیت افزوده را کاوش کنید.

این راهنما یک درک پایه‌ای از ARCore و ARKit ارائه می‌دهد. یادگیری بیشتر از طریق مستندات توسعه‌دهنده، دوره‌های آنلاین و آزمایش، کلید تسلط بر توسعه AR خواهد بود. آینده AR روشن است و با ابزارها و دانش مناسب، شما می‌توانید بخشی از آن باشید.