Реальность дополненная без границ: глубокое погружение в ARCore и ARKit

Дополненная реальность (AR) быстро развивается от футуристической концепции до ощутимой технологии, влияющей на различные отрасли во всем мире. В авангарде этой трансформации находятся ARCore от Google и ARKit от Apple, ведущие пакеты разработки программного обеспечения (SDK), которые позволяют разработчикам создавать захватывающие и интерактивные AR-взаимодействия на устройствах Android и iOS, соответственно. В этом всеобъемлющем руководстве рассматриваются возможности, функции и приложения ARCore и ARKit, предоставляя информацию разработчикам, предприятиям и всем, кто интересуется будущим AR.

Что такое дополненная реальность?

Дополненная реальность накладывает цифровую информацию на реальный мир, улучшая наше восприятие и взаимодействие с окружающей средой. В отличие от виртуальной реальности (VR), которая создает полностью искусственную среду, AR органично сочетает виртуальные элементы с физической средой пользователя с помощью таких устройств, как смартфоны, планшеты и умные очки. Это делает AR доступной и применимой в широком диапазоне сценариев, от игр и развлечений до образования и промышленных приложений.

ARCore: Платформа дополненной реальности Google

ARCore — это платформа Google для создания впечатлений дополненной реальности. Она позволяет устройствам Android понимать свою среду и взаимодействовать с информацией в ней. ARCore использует три ключевые технологии:

Отслеживание движения: Понимание положения телефона относительно мира. Это достигается с помощью технологии одновременной локализации и картографирования (SLAM).
Понимание окружающей среды: Обнаружение размера и местоположения плоских поверхностей, таких как столы и полы. ARCore использует обнаружение плоскостей для идентификации этих поверхностей.
Оценка освещения: Оценка текущих условий освещения окружающей среды. Это позволяет реалистично отображать AR-объекты, органично сочетая их с реальным миром.

Функции и возможности ARCore

ARCore предлагает богатый набор функций и API, которые разработчики могут использовать для создания привлекательных AR-приложений:

Понимание сцены: ARCore может обнаруживать и понимать геометрию и семантику окружающей среды, позволяя разработчикам создавать более реалистичные и интерактивные AR-взаимодействия.
Дополненные лица: ARCore поддерживает отслеживание и рендеринг лица, позволяя разработчикам создавать лицевые фильтры, AR-аватары и другие AR-взаимодействия с лицом.
Облачные якоря: Облачные якоря позволяют пользователям делиться AR-взаимодействиями и сохранять их на нескольких устройствах и в разных местах. Это особенно полезно для совместных AR-приложений.
Постоянные облачные якоря: Основываясь на облачных якорях, постоянные якоря позволяют сохранять якоря на более длительный срок, что позволяет накладывать постоянный виртуальный контент на реальный мир.
Геопространственный API: Этот API предназначен для размещения виртуальных объектов с использованием реальных GPS-данных и визуальной информации, полученной из Google Street View. Геопространственный API помогает AR-приложениям определять местоположение и ориентацию устройства.
ARCore Depth API: Эта функция использует алгоритм определения глубины по движению для создания карты глубины из стандартного потока RGB-камеры. Это позволяет виртуальным объектам реалистично взаимодействовать с окружающей средой, даже закрывая реальные объекты.

Сценарии использования и приложения ARCore

ARCore используется в различных отраслях и приложениях, включая:

Игры и развлечения: AR-игры, которые накладывают виртуальных персонажей и окружение на реальный мир, создавая захватывающие и интерактивные игровые впечатления.
Розничная торговля и электронная коммерция: AR-приложения, которые позволяют клиентам виртуально примерять одежду, просматривать мебель в своих домах или визуализировать продукты в 3D перед совершением покупки. Например, приложение IKEA Place позволяет пользователям виртуально размещать мебель IKEA в своих домах.
Образование и обучение: AR-приложения, которые обеспечивают интерактивный и увлекательный опыт обучения, например 3D-модели анатомических структур или исторических мест.
Промышленность и производство: AR-инструменты, которые помогают техническим специалистам в обслуживании оборудования, предоставляют пошаговые инструкции и накладывают важную информацию на оборудование.
Навигация и ориентирование: AR-приложения, которые накладывают направления и достопримечательности на реальный мир, облегчая навигацию в незнакомой среде.

ARKit: Платформа дополненной реальности Apple

ARKit — это платформа Apple для создания впечатлений дополненной реальности на устройствах iOS. Как и ARCore, ARKit позволяет устройствам iOS понимать свою среду и взаимодействовать с информацией в ней. ARKit также опирается на аналогичные ключевые технологии, в том числе:

Отслеживание движения: Как и ARCore, ARKit использует визуальную инерциальную одометрию (VIO) для отслеживания положения и ориентации устройства в реальном мире.
Понимание окружающей среды: ARKit может обнаруживать и понимать плоские поверхности, а также распознавать изображения и объекты.
Реконструкция сцены: ARKit может создавать 3D-сетку окружающей среды, что позволяет создавать более реалистичные и захватывающие AR-взаимодействия.

Функции и возможности ARKit

ARKit предлагает полный набор функций и API для разработчиков для создания высококачественных AR-приложений:

Понимание сцены: ARKit предоставляет надежные возможности понимания сцены, включая обнаружение плоскостей, распознавание изображений и распознавание объектов.
Окклюзия людей: ARKit может обнаруживать и сегментировать людей в сцене, позволяя виртуальным объектам реалистично скрываться за ними.
Захват движения: ARKit может захватывать движения людей в сцене, позволяя разработчикам создавать AR-аватары и AR-взаимодействия на основе движения.
Совместные сеансы: ARKit поддерживает совместные AR-взаимодействия, позволяя нескольким пользователям взаимодействовать с одним и тем же AR-контентом в режиме реального времени.
RealityKit: Платформа Apple для создания 3D AR-взаимодействий, предоставляющая декларативный API и интеграцию с Reality Composer для создания и редактирования AR-контента.
Отслеживание объектов: ARKit может отслеживать реальные объекты, позволяя разработчикам создавать AR-взаимодействия, привязанные к определенным объектам в окружающей среде.
Якоря местоположения: Позволяет связывать AR-взаимодействия с конкретными географическими местоположениями с использованием данных GPS, Wi-Fi и вышек сотовой связи. Это позволяет разработчикам создавать AR-взаимодействия на основе местоположения.

Сценарии использования и приложения ARKit

ARKit используется в широком спектре приложений, включая:

Игры и развлечения: AR-игры, которые используют камеру и датчики iPhone для создания захватывающих и интерактивных игровых впечатлений.
Розничная торговля и электронная коммерция: AR-приложения, которые позволяют клиентам виртуально примерять одежду, просматривать мебель в своих домах или визуализировать продукты в 3D перед совершением покупки. Sephora Virtual Artist позволяет пользователям виртуально примерять макияж.
Образование и обучение: AR-приложения, которые обеспечивают интерактивный и увлекательный опыт обучения, например 3D-модели анатомических структур или исторических артефактов.
Ремонт и дизайн дома: AR-инструменты, которые позволяют пользователям визуализировать ремонт, размещать мебель и измерять помещения в своих домах.
Социальные сети и общение: AR-фильтры и эффекты, которые улучшают публикации в социальных сетях и видеозвонки.

ARCore против ARKit: сравнительный анализ

Хотя ARCore и ARKit разделяют общую цель обеспечения впечатлений дополненной реальности, они имеют различные функции и возможности. Вот сравнительный анализ двух платформ:

Функция	ARCore	ARKit
Поддержка платформы	Android	iOS
Понимание сцены	Обнаружение плоскостей, распознавание изображений, распознавание объектов	Обнаружение плоскостей, распознавание изображений, распознавание объектов, реконструкция сцены
Отслеживание лица	Augmented Faces API	Возможности отслеживания лица, встроенные в ARKit
Облачные якоря	Cloud Anchors API	Совместные сеансы (аналогичная функциональность)
Отслеживание объектов	Ограниченная поддержка	Надежные возможности отслеживания объектов
Инструменты разработки	Android Studio, Unity, Unreal Engine	Xcode, Reality Composer, Unity, Unreal Engine

Охват платформы: ARCore выигрывает от большей доли Android на мировом рынке, что делает его доступным для более широкой аудитории. ARKit, с другой стороны, ограничен экосистемой Apple, которая, как правило, сосредоточена в определенных регионах и демографических группах.

Оптимизация оборудования: ARKit тесно интегрирован с оборудованием Apple, что обеспечивает оптимизированную производительность и доступ к расширенным функциям, таким как LiDAR на новых устройствах. ARCore опирается на более широкий спектр аппаратных конфигураций, что может привести к различиям в производительности и поддержке функций.

Экосистема и поддержка: Обе платформы имеют надежные экосистемы и поддержку разработчиков с активными сообществами, исчерпывающей документацией и регулярными обновлениями. Тем не менее, экосистема разработчиков Apple часто считается более зрелой и хорошо финансируемой.

Разработка AR-приложений с помощью ARCore и ARKit

Разработка AR-приложений с помощью ARCore и ARKit включает в себя несколько ключевых этапов:

Настройка среды разработки: Загрузите и установите необходимые SDK, IDE и инструменты разработки для выбранной вами платформы (Android Studio для ARCore, Xcode для ARKit).
Создание нового AR-проекта: Создайте новый проект в выбранной вами IDE и настройте его для AR-разработки.
Инициализация AR-сеанса: Инициализируйте AR-сеанс и настройте его для использования соответствующих функций, таких как обнаружение плоскостей, распознавание изображений или отслеживание объектов.
Добавление AR-контента: Импортируйте или создайте 3D-модели, изображения и другие ресурсы, которые вы хотите наложить на реальный мир.
Обработка пользовательского ввода: Реализуйте сенсорные жесты и другие механизмы пользовательского ввода, чтобы позволить пользователям взаимодействовать с AR-контентом.
Тестирование и отладка: Тщательно протестируйте и отладьте свое AR-приложение на реальных устройствах, чтобы убедиться, что оно работает должным образом в различных средах.
Оптимизация производительности: Оптимизируйте производительность своего AR-приложения, чтобы обеспечить плавное и быстрое поведение, особенно на устройствах более низкого уровня.

Будущее дополненной реальности

Дополненная реальность призвана революционизировать то, как мы взаимодействуем с технологиями и окружающим миром. По мере развития оборудования и программного обеспечения мы можем ожидать появления еще более захватывающих, интерактивных и практичных AR-приложений в различных отраслях.

Ключевые тенденции, определяющие будущее AR

Усовершенствования в аппаратном обеспечении: Разработка более мощных и энергоэффективных мобильных устройств, а также появление специальных AR-очков и гарнитур позволят получить более захватывающий и удобный AR-опыт.
Улучшенное компьютерное зрение: Успехи в алгоритмах компьютерного зрения и машинном обучении позволят AR-устройствам лучше понимать и взаимодействовать с окружающей средой, что приведет к более реалистичным и интуитивно понятным AR-взаимодействиям.
Подключение 5G: Широкое распространение сетей 5G обеспечит пропускную способность и низкую задержку, необходимые для AR-приложений в режиме реального времени, таких как совместная AR и удаленная помощь.
Периферийные вычисления: Периферийные вычисления позволят AR-устройствам переносить задачи обработки на ближайшие серверы, уменьшая задержку и повышая производительность, особенно для сложных AR-приложений.
Пространственные вычисления: Слияние AR, VR и других технологий в единую платформу пространственных вычислений создаст новые возможности для захватывающих и интерактивных взаимодействий.
AR Cloud: Общее цифровое представление реального мира для обеспечения постоянного и совместного AR-опыта.

Потенциальные приложения в ближайшие годы

Умная розничная торговля: AR-управляемые покупки, которые предоставляют персональные рекомендации, виртуальные примерки и интерактивную информацию о продуктах.
Расширенное образование: Обучение на основе AR, которое оживляет учебники, предоставляет захватывающие симуляции и облегчает удаленное сотрудничество.
Удаленное здравоохранение: AR-инструменты, которые обеспечивают удаленные консультации, виртуальное обучение и помощь в хирургии, улучшая доступ к здравоохранению в отдаленных районах.
Промышленная автоматизация: AR-приложения, которые помогают работникам выполнять сложные задачи, предоставляют информацию в режиме реального времени и повышают безопасность в промышленных средах.
Умные города: AR-оверлеи, которые предоставляют информацию в режиме реального времени об общественном транспорте, условиях дорожного движения и достопримечательностях в городских условиях.

Заключение

ARCore и ARKit преобразуют ландшафт дополненной реальности, позволяя разработчикам создавать инновационные и привлекательные впечатления в широком спектре отраслей. По мере развития AR-технологий мы можем ожидать появления еще большего числа преобразующих приложений, изменяющих то, как мы взаимодействуем с технологиями и окружающим миром. Независимо от того, являетесь ли вы разработчиком, владельцем бизнеса или просто интересуетесь будущим технологий, сейчас самое время изучить захватывающие возможности дополненной реальности.

В этом руководстве представлено базовое понимание ARCore и ARKit. Дальнейшее обучение с помощью документации для разработчиков, онлайн-курсов и экспериментов станет ключом к освоению AR-разработки. Будущее AR светлое, и с правильными инструментами и знаниями вы можете стать его частью.

MLOG