Розкриття доповненої реальності: Детальний огляд ARCore та ARKit

Доповнена реальність (AR) швидко еволюціонує від футуристичної концепції до відчутної технології, що впливає на різноманітні галузі по всьому світу. На передовій цієї трансформації знаходяться ARCore від Google та ARKit від Apple — провідні комплекти для розробки програмного забезпечення (SDK), які дозволяють розробникам створювати захопливі та інтерактивні AR-досвіди на пристроях Android та iOS відповідно. Цей комплексний посібник досліджує можливості, функції та застосування ARCore та ARKit, надаючи інсайти для розробників, бізнесу та всіх, хто цікавиться майбутнім AR.

Що таке доповнена реальність?

Доповнена реальність накладає цифрову інформацію на реальний світ, покращуючи наше сприйняття та взаємодію з оточенням. На відміну від віртуальної реальності (VR), яка створює повністю штучне середовище, AR безшовно поєднує віртуальні елементи з фізичним середовищем користувача через такі пристрої, як смартфони, планшети та розумні окуляри. Це робить AR доступною та застосовною в широкому діапазоні сценаріїв, від ігор та розваг до освіти та промислових застосувань.

ARCore: Платформа доповненої реальності від Google

ARCore — це платформа від Google для створення досвідів доповненої реальності. Вона дозволяє пристроям Android розуміти своє оточення та взаємодіяти з інформацією в ньому. ARCore використовує три ключові технології:

• Відстеження руху: Розуміння положення телефону відносно навколишнього світу. Це досягається за допомогою технології одночасної локалізації та картографування (SLAM).
• Розуміння середовища: Виявлення розміру та розташування пласких поверхонь, таких як столи та підлоги. ARCore використовує виявлення площин для ідентифікації цих поверхонь.
• Оцінка освітлення: Оцінка поточних умов освітлення в середовищі. Це дозволяє реалістично рендерити AR-об'єкти, безшовно поєднуючи їх з реальним світом.

Функції та можливості ARCore

ARCore пропонує багатий набір функцій та API, які розробники можуть використовувати для створення захопливих AR-додатків:

• Розуміння сцени: ARCore може виявляти та розуміти геометрію та семантику середовища, що дозволяє розробникам створювати більш реалістичні та інтерактивні AR-досвіди.
• Augmented Faces: ARCore підтримує відстеження та рендеринг облич, дозволяючи розробникам створювати лицьові фільтри, AR-аватари та інші AR-досвіди для облич.
• Cloud Anchors: Хмарні якорі дозволяють користувачам ділитися та зберігати AR-досвіди на різних пристроях та в різних місцях. Це особливо корисно для спільних AR-додатків.
• Persistent Cloud Anchors: Спираючись на хмарні якорі, постійні якорі дозволяють зберігати їх на довший термін, уможливлюючи постійний віртуальний контент, накладений на реальний світ.
• Geospatial API: Цей API призначений для розміщення віртуальних об'єктів за допомогою реальних даних GPS та візуальної інформації, отриманої з Google Street View. Geospatial API допомагає AR-додаткам знати місцезнаходження та орієнтацію пристрою.
• ARCore Depth API: Ця функція використовує алгоритм глибини з руху для створення карти глибини зі стандартної RGB-камери. Це дозволяє віртуальним об'єктам реалістично взаємодіяти з середовищем, навіть перекриваючись реальними об'єктами.

Сценарії використання та застосування ARCore

ARCore використовується в різних галузях та додатках, зокрема:

• Ігри та розваги: AR-ігри, що накладають віртуальних персонажів та середовища на реальний світ, створюючи захопливі та інтерактивні ігрові досвіди.
• Ритейл та електронна комерція: AR-додатки, що дозволяють клієнтам віртуально приміряти одяг, переглядати меблі у своїх оселях або візуалізувати товари в 3D перед покупкою. Наприклад, додаток IKEA Place дозволяє користувачам віртуально розміщувати меблі IKEA у своїх будинках.
• Освіта та навчання: AR-додатки, що забезпечують інтерактивні та захопливі навчальні досвіди, такі як 3D-моделі анатомічних структур або історичних пам'яток.
• Промисловість та виробництво: AR-інструменти, що допомагають технікам в обслуговуванні обладнання, надають покрокові інструкції та накладають критично важливу інформацію на обладнання.
• Навігація та орієнтування: AR-додатки, що накладають маршрути та визначні місця на реальний світ, полегшуючи навігацію в незнайомих місцях.

ARKit: Фреймворк доповненої реальності від Apple

ARKit — це фреймворк від Apple для створення досвідів доповненої реальності на пристроях iOS. Як і ARCore, ARKit дозволяє пристроям iOS розуміти своє середовище та взаємодіяти з інформацією в ньому. ARKit також покладається на подібні ключові технології, зокрема:

• Відстеження руху: Подібно до ARCore, ARKit використовує візуально-інерціальну одометрію (VIO) для відстеження положення та орієнтації пристрою в реальному світі.
• Розуміння середовища: ARKit може виявляти та розуміти пласкі поверхні, а також розпізнавати зображення та об'єкти.
• Реконструкція сцени: ARKit може створювати 3D-сітку середовища, що дозволяє створювати більш реалістичні та захопливі AR-досвіди.

Функції та можливості ARKit

ARKit пропонує комплексний набір функцій та API для розробників, щоб створювати високоякісні AR-додатки:

• Розуміння сцени: ARKit надає надійні можливості для розуміння сцени, включаючи виявлення площин, розпізнавання зображень та об'єктів.
• Перекриття людьми (People Occlusion): ARKit може виявляти та сегментувати людей на сцені, дозволяючи віртуальним об'єктам реалістично ховатися за ними.
• Захоплення руху (Motion Capture): ARKit може захоплювати рухи людей на сцені, що дозволяє розробникам створювати AR-аватари та AR-досвіди на основі руху.
• Спільні сесії (Collaborative Sessions): ARKit підтримує спільні AR-досвіди, дозволяючи кільком користувачам взаємодіяти з тим самим AR-контентом в режимі реального часу.
• RealityKit: Фреймворк від Apple для створення 3D AR-досвідів, що надає декларативний API та інтеграцію з Reality Composer для створення та редагування AR-контенту.
• Відстеження об'єктів (Object Tracking): ARKit може відстежувати реальні об'єкти, дозволяючи розробникам створювати AR-досвіди, прив'язані до конкретних об'єктів у середовищі.
• Локаційні якорі (Location Anchors): Дозволяє прив'язувати AR-досвіди до конкретних географічних місць за допомогою GPS, Wi-Fi та даних стільникових веж. Це дозволяє розробникам створювати AR-досвіди на основі місцезнаходження.

Сценарії використання та застосування ARKit

ARKit використовується в широкому діапазоні додатків, зокрема:

• Ігри та розваги: AR-ігри, що використовують камеру та сенсори iPhone для створення захопливих та інтерактивних ігрових досвідів.
• Ритейл та електронна комерція: AR-додатки, що дозволяють клієнтам віртуально приміряти одяг, переглядати меблі у своїх оселях або візуалізувати товари в 3D перед покупкою. Sephora Virtual Artist дозволяє користувачам віртуально приміряти макіяж.
• Освіта та навчання: AR-додатки, що забезпечують інтерактивні та захопливі навчальні досвіди, такі як 3D-моделі анатомічних структур або історичних артефактів.
• Ремонт та дизайн будинку: AR-інструменти, що дозволяють користувачам візуалізувати ремонт, розміщувати меблі та вимірювати простір у своїх будинках.
• Соціальні мережі та комунікація: AR-фільтри та ефекти, що покращують пости в соціальних мережах та відеодзвінки.

ARCore проти ARKit: Порівняльний аналіз

Хоча ARCore та ARKit мають спільну мету — створення досвідів доповненої реальності, вони мають відмінні риси та можливості. Ось порівняльний аналіз цих двох платформ:

Функція	ARCore	ARKit
Підтримка платформ	Android	iOS
Розуміння сцени	Виявлення площин, розпізнавання зображень, розпізнавання об'єктів	Виявлення площин, розпізнавання зображень, розпізнавання об'єктів, реконструкція сцени
Відстеження обличчя	Augmented Faces API	Можливості відстеження обличчя, вбудовані в ARKit
Хмарні якорі	Cloud Anchors API	Спільні сесії (подібна функціональність)
Відстеження об'єктів	Обмежена підтримка	Надійні можливості відстеження об'єктів
Інструменти розробки	Android Studio, Unity, Unreal Engine	Xcode, Reality Composer, Unity, Unreal Engine

Охоплення платформи: ARCore виграє завдяки ширшій глобальній ринковій частці Android, що робить його доступним для більшої аудиторії. ARKit, з іншого боку, обмежений екосистемою Apple, яка, як правило, зосереджена в певних регіонах та демографічних групах.

Оптимізація апаратного забезпечення: ARKit тісно інтегрований з апаратним забезпеченням Apple, що дозволяє оптимізувати продуктивність та отримати доступ до розширених функцій, таких як LiDAR на новіших пристроях. ARCore покладається на ширший спектр апаратних конфігурацій, що може призводити до відмінностей у продуктивності та підтримці функцій.

Екосистема та підтримка: Обидві платформи мають потужні екосистеми та підтримку розробників, з активними спільнотами, вичерпною документацією та регулярними оновленнями. Однак екосистема розробників Apple часто вважається більш зрілою та краще фінансованою.

Розробка AR-додатків за допомогою ARCore та ARKit

Розробка AR-додатків за допомогою ARCore та ARKit включає кілька ключових кроків:

1. Налаштування середовища розробки: Завантажте та встановіть необхідні SDK, IDE та інструменти розробки для обраної вами платформи (Android Studio для ARCore, Xcode для ARKit).
2. Створення нового AR-проекту: Створіть новий проект у вибраній IDE та налаштуйте його для AR-розробки.
3. Ініціалізація AR-сесії: Ініціалізуйте AR-сесію та налаштуйте її для використання відповідних функцій, таких як виявлення площин, розпізнавання зображень або відстеження об'єктів.
4. Додавання AR-контенту: Імпортуйте або створіть 3D-моделі, зображення та інші ресурси, які ви хочете накласти на реальний світ.
5. Обробка вводу користувача: Реалізуйте сенсорні жести та інші механізми вводу користувача, щоб дозволити користувачам взаємодіяти з AR-контентом.
6. Тестування та налагодження: Ретельно протестуйте та налагодьте ваш AR-додаток на реальних пристроях, щоб переконатися, що він працює належним чином у різних середовищах.
7. Оптимізація продуктивності: Оптимізуйте продуктивність вашого AR-додатка, щоб забезпечити плавну та чутливу поведінку, особливо на менш потужних пристроях.

Популярні інструменти та фреймворки для розробки

• Unity: Кросплатформний ігровий рушій, що надає візуальний редактор та інструменти для створення скриптів для розробки AR-додатків як для ARCore, так і для ARKit.
• Unreal Engine: Ще один популярний ігровий рушій, що пропонує розширені можливості рендерингу та інструменти візуального скриптингу для створення високоякісних AR-досвідів.
• SceneKit (ARKit): Власний 3D-графічний фреймворк від Apple, що надає декларативний API та інтеграцію з Reality Composer для створення та редагування AR-контенту.
• RealityKit (ARKit): Більш сучасний фреймворк, побудований на базі SceneKit, розроблений спеціально для AR. Він включає такі функції, як фізика, просторовий звук та багатокористувацька мережа.
• Android SDK (ARCore): Власний SDK від Google для розробки додатків для Android, що надає прямий доступ до API та функцій ARCore.

Майбутнє доповненої реальності

Доповнена реальність готова революціонізувати спосіб нашої взаємодії з технологіями та навколишнім світом. Оскільки апаратне та програмне забезпечення продовжують розвиватися, ми можемо очікувати появи ще більш захопливих, інтерактивних та практичних AR-додатків у різних галузях.

Ключові тенденції, що формують майбутнє AR

• Прогрес в апаратному забезпеченні: Розробка більш потужних та енергоефективних мобільних пристроїв, а також поява спеціалізованих AR-окулярів та гарнітур, уможливлять більш захопливі та безшовні AR-досвіди.
• Покращений комп'ютерний зір: Прогрес в алгоритмах комп'ютерного зору та машинному навчанні дозволить AR-пристроям краще розуміти та взаємодіяти з середовищем, що призведе до більш реалістичних та інтуїтивних AR-досвідів.
• Зв'язок 5G: Широке впровадження мереж 5G забезпечить пропускну здатність та низьку затримку, необхідні для AR-додатків реального часу, таких як спільна AR та дистанційна допомога.
• Периферійні обчислення (Edge Computing): Периферійні обчислення дозволять AR-пристроям переносити обчислювальні завдання на найближчі сервери, зменшуючи затримку та покращуючи продуктивність, особливо для складних AR-додатків.
• Просторові обчислення (Spatial Computing): Конвергенція AR, VR та інших технологій в єдину платформу просторових обчислень створить нові можливості для захопливих та інтерактивних досвідів.
• AR-хмара (AR Cloud): Спільне цифрове представлення реального світу для забезпечення постійних та спільних AR-досвідів.

Потенційні застосування в найближчі роки

• Розумний ритейл: AR-досвіди для покупок, що надають персоналізовані рекомендації, віртуальні примірки та інтерактивну інформацію про товари.
• Покращена освіта: AR-навчальні досвіди, що оживляють підручники, надають захопливі симуляції та сприяють дистанційній співпраці.
• Дистанційна охорона здоров'я: AR-інструменти, що уможливлюють дистанційні консультації, віртуальне навчання та асистовану хірургію, покращуючи доступ до медичної допомоги у віддалених районах.
• Промислова автоматизація: AR-додатки, що допомагають працівникам у виконанні складних завдань, надають інформацію в реальному часі та підвищують безпеку в промислових умовах.
• Розумні міста: AR-накладення, що надають інформацію в реальному часі про громадський транспорт, дорожні умови та визначні місця в міському середовищі.

Висновок

ARCore та ARKit трансформують ландшафт доповненої реальності, надаючи розробникам можливість створювати інноваційні та захопливі досвіди в широкому спектрі галузей. Оскільки технологія AR продовжує розвиватися, ми можемо очікувати появи ще більш трансформаційних застосувань, що змінюють спосіб нашої взаємодії з технологіями та навколишнім світом. Незалежно від того, чи є ви розробником, власником бізнесу, чи просто цікавитеся майбутнім технологій, зараз саме час дослідити захопливі можливості доповненої реальності.

Цей посібник надає базове розуміння ARCore та ARKit. Подальше навчання за допомогою документації для розробників, онлайн-курсів та експериментів буде ключовим для оволодіння розробкою AR. Майбутнє AR світле, і з правильними інструментами та знаннями ви можете стати його частиною.