Išlaisvinta papildytoji realybė: išsami ARCore ir ARKit apžvalga

Papildytoji realybė (PR) sparčiai keičiasi iš futuristinės koncepcijos į apčiuopiamą technologiją, darančią įtaką įvairioms pramonės šakoms visame pasaulyje. Šios transformacijos priešakyje yra „Google“ ARCore ir „Apple“ ARKit – pirmaujantys programinės įrangos kūrimo rinkiniai (SDK), kurie leidžia kūrėjams kurti įtraukiančias ir interaktyvias PR patirtis atitinkamai „Android“ ir „iOS“ įrenginiuose. Šis išsamus vadovas nagrinėja ARCore ir ARKit galimybes, funkcijas ir taikymo sritis, teikdamas įžvalgas kūrėjams, įmonėms ir visiems, besidomintiems PR ateitimi.

Kas yra papildytoji realybė?

Papildytoji realybė realų pasaulį papildo skaitmenine informacija, pagerindama mūsų suvokimą ir sąveiką su aplinka. Skirtingai nuo virtualiosios realybės (VR), kuri sukuria visiškai dirbtinę aplinką, PR sklandžiai sujungia virtualius elementus su vartotojo fizine aplinka per tokius įrenginius kaip išmanieji telefonai, planšetiniai kompiuteriai ir išmanieji akiniai. Dėl to PR yra prieinama ir pritaikoma įvairiuose scenarijuose – nuo žaidimų ir pramogų iki švietimo ir pramoninių pritaikymų.

ARCore: „Google“ papildytosios realybės platforma

ARCore yra „Google“ platforma, skirta kurti papildytosios realybės patirtis. Ji leidžia „Android“ įrenginiams suprasti savo aplinką ir sąveikauti su joje esančia informacija. ARCore naudoja tris pagrindines technologijas:

• Judesio sekimas: Telefono padėties, lyginant su pasauliu, supratimas. Tai pasiekiama naudojant vienalaikės lokalizacijos ir kartografavimo (SLAM) technologiją.
• Aplinkos supratimas: Plokščių paviršių, tokių kaip stalai ir grindys, dydžio ir vietos nustatymas. ARCore naudoja plokštumų aptikimą šiems paviršiams identifikuoti.
• Šviesos įvertinimas: Aplinkos esamų apšvietimo sąlygų įvertinimas. Tai leidžia realistiškai atvaizduoti PR objektus, sklandžiai susiliejančius su realiu pasauliu.

ARCore funkcijos ir galimybės

ARCore siūlo gausų funkcijų ir API rinkinį, kurį kūrėjai gali panaudoti kurdami patrauklias PR programas:

• Scenos supratimas: ARCore gali aptikti ir suprasti aplinkos geometriją ir semantiką, leisdama kūrėjams kurti realistiškesnes ir interaktyvesnes PR patirtis.
• Papildytieji veidai: ARCore palaiko veido sekimą ir atvaizdavimą, leidžiant kūrėjams kurti veido filtrus, PR avatarus ir kitas veido PR patirtis.
• Debesijos inkarai: Debesijos inkarai leidžia vartotojams dalintis ir išsaugoti PR patirtis keliuose įrenginiuose ir vietose. Tai ypač naudinga bendradarbiavimo PR programoms.
• Nuolatiniai debesijos inkarai: Remiantis debesijos inkarais, nuolatiniai inkarai leidžia išsaugoti inkarus ilgesniam laikui, sukuriant nuolatinį virtualų turinį, uždėtą ant realaus pasaulio.
• Geospatial API: Ši API skirta virtualiems objektams išdėstyti naudojant realaus pasaulio GPS duomenis ir vaizdinę informaciją, gautą iš „Google Street View“. Geospatial API padeda PR programoms žinoti įrenginio vietą ir orientaciją.
• ARCore gylio API: Ši funkcija naudoja gylio iš judesio algoritmą, kad sukurtų gylio žemėlapį iš standartinio RGB kameros vaizdo. Tai leidžia virtualiems objektams realistiškai sąveikauti su aplinka, netgi užsidengiant už realaus pasaulio objektų.

ARCore naudojimo atvejai ir taikymo sritys

ARCore naudojamas įvairiose pramonės šakose ir programose, įskaitant:

• Žaidimai ir pramogos: PR žaidimai, kurie virtualius personažus ir aplinkas perkelia į realų pasaulį, sukurdami įtraukiančias ir interaktyvias žaidimų patirtis.
• Mažmeninė prekyba ir el. prekyba: PR programos, leidžiančios klientams virtualiai pasimatuoti drabužius, peržiūrėti baldus savo namuose ar vizualizuoti produktus 3D formatu prieš perkant. Pavyzdžiui, „IKEA Place“ programėlė leidžia vartotojams virtualiai išdėstyti IKEA baldus savo namuose.
• Švietimas ir mokymas: PR programos, teikiančios interaktyvias ir įtraukiančias mokymosi patirtis, pavyzdžiui, 3D anatominių struktūrų ar istorinių vietų modelius.
• Pramonė ir gamyba: PR įrankiai, padedantys technikams atlikti įrangos priežiūrą, teikiantys žingsnis po žingsnio instrukcijas ir pateikiantys svarbią informaciją tiesiai ant mašinų.
• Navigacija ir kelio radimas: PR programos, kurios realiuoju laiku rodo kryptis ir lankytinas vietas, palengvindamos navigaciją nepažįstamose aplinkose.

ARKit: „Apple“ papildytosios realybės sistema

ARKit yra „Apple“ sistema, skirta kurti papildytosios realybės patirtis „iOS“ įrenginiuose. Kaip ir ARCore, ARKit leidžia „iOS“ įrenginiams suprasti savo aplinką ir sąveikauti su joje esančia informacija. ARKit taip pat remiasi panašiomis pagrindinėmis technologijomis, įskaitant:

• Judesio sekimas: Panašiai kaip ARCore, ARKit naudoja vizualinę inercinę odometriją (VIO) įrenginio padėčiai ir orientacijai realiame pasaulyje sekti.
• Aplinkos supratimas: ARKit gali aptikti ir suprasti plokščius paviršius, taip pat atpažinti vaizdus ir objektus.
• Scenos rekonstrukcija: ARKit gali sukurti 3D aplinkos tinklelį, leidžiantį kurti realistiškesnes ir labiau įtraukiančias PR patirtis.

ARKit funkcijos ir galimybės

ARKit siūlo išsamų funkcijų ir API rinkinį kūrėjams, norintiems kurti aukštos kokybės PR programas:

• Scenos supratimas: ARKit suteikia tvirtas scenos supratimo galimybes, įskaitant plokštumų aptikimą, vaizdų atpažinimą ir objektų atpažinimą.
• Žmonių uždengimas: ARKit gali aptikti ir segmentuoti žmones scenoje, leisdamas virtualiems objektams realistiškai užsidengti už jų.
• Judesio fiksavimas: ARKit gali fiksuoti žmonių judesius scenoje, leisdamas kūrėjams kurti PR avatarus ir judesiu pagrįstas PR patirtis.
• Bendradarbiavimo sesijos: ARKit palaiko bendradarbiavimo PR patirtis, leidžiančias keliems vartotojams sąveikauti su tuo pačiu PR turiniu realiuoju laiku.
• RealityKit: „Apple“ sistema, skirta kurti 3D PR patirtis, teikianti deklaratyvią API ir integraciją su „Reality Composer“ PR turiniui kurti ir redaguoti.
• Objektų sekimas: ARKit gali sekti realaus pasaulio objektus, leidžiant kūrėjams kurti PR patirtis, kurios yra pririštos prie konkrečių objektų aplinkoje.
• Vietovės inkarai: Leidžia PR patirtis susieti su konkrečiomis geografinėmis vietovėmis naudojant GPS, „Wi-Fi“ ir mobiliojo ryšio bokštų duomenis. Tai leidžia kūrėjams kurti vieta pagrįstas PR patirtis.

ARKit naudojimo atvejai ir taikymo sritys

ARKit naudojamas įvairiose programose, įskaitant:

• Žaidimai ir pramogos: PR žaidimai, kurie naudoja „iPhone“ kamerą ir jutiklius, kad sukurtų įtraukiančias ir interaktyvias žaidimų patirtis.
• Mažmeninė prekyba ir el. prekyba: PR programos, leidžiančios klientams virtualiai pasimatuoti drabužius, peržiūrėti baldus savo namuose ar vizualizuoti produktus 3D formatu prieš perkant. „Sephora Virtual Artist“ leidžia vartotojams virtualiai išbandyti makiažą.
• Švietimas ir mokymas: PR programos, teikiančios interaktyvias ir įtraukiančias mokymosi patirtis, pavyzdžiui, 3D anatominių struktūrų ar istorinių artefaktų modelius.
• Namų gerinimas ir dizainas: PR įrankiai, leidžiantys vartotojams vizualizuoti renovacijas, išdėstyti baldus ir matuoti erdves savo namuose.
• Socialinė medija ir komunikacija: PR filtrai ir efektai, kurie pagerina socialinės medijos įrašus ir vaizdo skambučius.

ARCore ir ARKit: lyginamoji analizė

Nors ARCore ir ARKit siekia bendro tikslo – sudaryti sąlygas papildytosios realybės patirtims, jos turi skirtingas funkcijas ir galimybes. Štai lyginamoji šių dviejų platformų analizė:

Funkcija	ARCore	ARKit
Platformos palaikymas	Android	iOS
Scenos supratimas	Plokštumų aptikimas, vaizdų atpažinimas, objektų atpažinimas	Plokštumų aptikimas, vaizdų atpažinimas, objektų atpažinimas, scenos rekonstrukcija
Veido sekimas	Augmented Faces API	Veido sekimo galimybės, integruotos į ARKit
Debesijos inkarai	Cloud Anchors API	Bendradarbiavimo sesijos (panašus funkcionalumas)
Objektų sekimas	Ribotas palaikymas	Tvirtos objektų sekimo galimybės
Kūrimo įrankiai	Android Studio, Unity, Unreal Engine	Xcode, Reality Composer, Unity, Unreal Engine

Platformos pasiekiamumas: ARCore pranašumą suteikia platesnė pasaulinė „Android“ rinkos dalis, todėl ji yra prieinama platesnei auditorijai. Tuo tarpu ARKit yra apribotas „Apple“ ekosistema, kuri dažniausiai koncentruojasi konkrečiuose regionuose ir demografinėse grupėse.

Aparatinės įrangos optimizavimas: ARKit yra glaudžiai integruotas su „Apple“ aparatine įranga, leidžiančia optimizuoti našumą ir pasiekti pažangias funkcijas, tokias kaip LiDAR naujesniuose įrenginiuose. ARCore remiasi platesniu aparatinės įrangos konfigūracijų spektru, o tai gali lemti našumo ir funkcijų palaikymo skirtumus.

Ekosistema ir palaikymas: Abi platformos turi tvirtas ekosistemas ir kūrėjų palaikymą, su aktyviomis bendruomenėmis, išsamia dokumentacija ir reguliariais atnaujinimais. Tačiau „Apple“ kūrėjų ekosistema dažnai laikoma brandesne ir geriau finansuojama.

PR programų kūrimas su ARCore ir ARKit

PR programų kūrimas su ARCore ir ARKit apima kelis pagrindinius etapus:

1. Kūrimo aplinkos paruošimas: Atsisiųskite ir įdiekite reikiamus SDK, IDE ir kūrimo įrankius pasirinktai platformai („Android Studio“ – ARCore, „Xcode“ – ARKit).
2. Naujo PR projekto sukūrimas: Sukurkite naują projektą pasirinktoje IDE ir sukonfigūruokite jį PR kūrimui.
3. PR sesijos inicijavimas: Inicijuokite PR sesiją ir sukonfigūruokite ją naudoti atitinkamas funkcijas, tokias kaip plokštumų aptikimas, vaizdų atpažinimas ar objektų sekimas.
4. PR turinio pridėjimas: Importuokite arba sukurkite 3D modelius, vaizdus ir kitus išteklius, kuriuos norite perkelti į realų pasaulį.
5. Vartotojo įvesties valdymas: Įgyvendinkite lietimo gestus ir kitus vartotojo įvesties mechanizmus, kad vartotojai galėtų sąveikauti su PR turiniu.
6. Testavimas ir derinimas: Kruopščiai išbandykite ir derinkite savo PR programą realiuose įrenginiuose, kad įsitikintumėte, jog ji veikia kaip tikėtasi skirtingose aplinkose.
7. Našumo optimizavimas: Optimizuokite savo PR programos našumą, kad užtikrintumėte sklandų ir greitą veikimą, ypač žemesnės klasės įrenginiuose.

Populiarūs kūrimo įrankiai ir sistemos

• Unity: Kelių platformų žaidimų variklis, teikiantis vaizdinį redaktorių ir scenarijų kūrimo įrankius, skirtus kurti PR programas tiek ARCore, tiek ARKit.
• Unreal Engine: Kitas populiarus žaidimų variklis, siūlantis pažangias atvaizdavimo galimybes ir vaizdinių scenarijų kūrimo įrankius, skirtus kurti aukštos kokybės PR patirtis.
• SceneKit (ARKit): „Apple“ natūrali 3D grafikos sistema, teikianti deklaratyvią API ir integraciją su „Reality Composer“ PR turiniui kurti ir redaguoti.
• RealityKit (ARKit): Modernesnė sistema, sukurta remiantis „SceneKit“, specialiai skirta PR. Ji apima tokias funkcijas kaip fizika, erdvinis garsas ir kelių vartotojų tinklo ryšys.
• Android SDK (ARCore): „Google“ natūralus SDK, skirtas „Android“ programoms kurti, suteikiantis tiesioginę prieigą prie ARCore API ir funkcijų.

Papildytosios realybės ateitis

Papildytoji realybė yra pasirengusi revoliucionizuoti mūsų sąveiką su technologijomis ir aplinkiniu pasauliu. Tobulėjant aparatinei ir programinei įrangai, galime tikėtis dar labiau įtraukiančių, interaktyvių ir praktiškų PR programų atsiradimo įvairiose pramonės šakose.

Pagrindinės tendencijos, formuojančios PR ateitį

• Aparatinės įrangos pažanga: Galingesnių ir energiją taupančių mobiliųjų įrenginių kūrimas, taip pat specializuotų PR akinių ir ausinių atsiradimas leis sukurti labiau įtraukiančias ir sklandesnes PR patirtis.
• Patobulinta kompiuterinė rega: Kompiuterinės regos algoritmų ir mašininio mokymosi pažanga leis PR įrenginiams geriau suprasti aplinką ir sąveikauti su ja, o tai lems realistiškesnes ir intuityvesnes PR patirtis.
• 5G ryšys: Plačiai paplitęs 5G tinklų diegimas suteiks pralaidumą ir mažą delsą, reikalingą realaus laiko PR programoms, tokioms kaip bendradarbiavimo PR ir nuotolinė pagalba.
• Periferinė kompiuterija (Edge Computing): Periferinė kompiuterija leis PR įrenginiams apdorojimo užduotis perkelti į netoliese esančius serverius, sumažinant delsą ir pagerinant našumą, ypač sudėtingoms PR programoms.
• Erdvinė kompiuterija (Spatial Computing): PR, VR ir kitų technologijų sujungimas į vieningą erdvinės kompiuterijos platformą sukurs naujų galimybių įtraukiančioms ir interaktyvioms patirtims.
• PR debesis (AR Cloud): Bendras skaitmeninis realaus pasaulio atvaizdavimas, leidžiantis kurti nuolatines ir bendradarbiavimo PR patirtis.

Potencialūs pritaikymai artimiausiais metais

• Išmanioji mažmeninė prekyba: PR pagrįstos apsipirkimo patirtys, teikiančios asmenines rekomendacijas, virtualius pasimatavimus ir interaktyvią produkto informaciją.
• Patobulintas švietimas: PR pagrįstos mokymosi patirtys, kurios atgaivina vadovėlius, teikia įtraukiančias simuliacijas ir palengvina nuotolinį bendradarbiavimą.
• Nuotolinė sveikatos priežiūra: PR įrankiai, leidžiantys nuotolines konsultacijas, virtualius mokymus ir asistuojamą chirurgiją, gerinantys sveikatos priežiūros prieinamumą atokiose vietovėse.
• Pramonės automatizavimas: PR programos, padedančios darbuotojams atlikti sudėtingas užduotis, teikiančios realaus laiko informaciją ir gerinančios saugą pramoninėse aplinkose.
• Išmanieji miestai: PR perdangos, teikiančios realaus laiko informaciją apie viešąjį transportą, eismo sąlygas ir lankytinas vietas miesto aplinkoje.

Išvada

ARCore ir ARKit keičia papildytosios realybės kraštovaizdį, leisdami kūrėjams kurti inovatyvias ir įtraukiančias patirtis įvairiose pramonės šakose. Technologijai toliau tobulėjant, galime tikėtis dar daugiau transformuojančių programų atsiradimo, keičiančių mūsų sąveiką su technologijomis ir aplinkiniu pasauliu. Nesvarbu, ar esate kūrėjas, verslo savininkas, ar tiesiog domitės technologijų ateitimi, dabar yra tinkamas laikas tyrinėti jaudinančias papildytosios realybės galimybes.

Šis vadovas suteikia pagrindinį supratimą apie ARCore ir ARKit. Tolesnis mokymasis per kūrėjų dokumentaciją, internetinius kursus ir eksperimentavimą bus raktas į PR kūrimo įgūdžių įvaldymą. PR ateitis yra šviesi, ir turėdami tinkamus įrankius bei žinias, galite būti jos dalimi.