Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 596
Скачиваний: 22
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МинистерствонаукиивысшегообразованияРФФедеральноегосударственноебюджетноеобразовательноеучреждениевысшегообразованияВолгоградский государственный технический университетФакультетподготовки инженерныхкадровКафедра«Экономикаипредпринимательство»РЕФЕРАТпо дисциплине «Теория цифровой экономики»на тему:«Виртуальная, дополненная и смешанная реальность.»ВАРИАНТ№ 4Выполнил: Ли К.Ю.ГруппаЭМЭ-457Зачетнаякнижка 19106241 Проверила:д.э.н.,доцентКоробейникова О.М.Волгоград,2023ОглавлениеВведение…………………………………………………………………………... 3История возникновения и развития технологий виртуальной и дополненной реальности ………………………………………………………………………...4Устройства виртуальной реальности……………………………………….……6Устройства дополненной реальности……………………………………………8Устройства смешанной реальности. …………………………………………….9Применение виртуальной и дополненной реальности в разных областях…...10Направления развития рынка технологий виртуальной и дополненной реальности .………………………………………………………………………13Проблемы развития технологий виртуальной и дополненной реальности…..15Заключение…………………………………………………………….…………16Список используемой литературы ………………………………………..……17ВведениеРынок мобильных устройств, стремительно расширяющийся последнее десятилетие, оказал значительное влияние на развитие технологий дополненной и виртуальной реальности. В настоящее время возможности виртуальной реальности всё ещё недоступны массовому потребителю, но крупные компании вовсю занимаются развитием и внедрением этих технологий.Растущая мощность устройств и повсеместная цифровая трансформация вывели технологии виртуальной и дополненной реальности на принципиально новый уровень, где они далеко выходят за пределы индустрии развлечений и охватывают широкий спектр сфер человеческой деятельности.Виртуальная реальность (англ. virtual reality, VR) — созданный техническими средствами мир, передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, осязание. Виртуальная реальность имитирует как воздействие, так и реакции на воздействие.
Дополненная реальность (англ. augmented reality, AR) — результат введения в зрительное поле любых сенсорных данных с целью дополнения сведений об окружении и изменения восприятия окружающей среды.Смешанная реальность (англ. mixed reality, MR) — это мир, в котором виртуальные и реальные объекты взаимодействуют между собой. Пользователь может оценить передний и задний план, как объекты расположены относительно друг друга — появляется полноценная точка соприкосновения цифрового объекта и реального мира.Таким образом, коренное различие виртуальной и дополненной реальности состоит в том, что виртуальная конструирует новый искусственный мир, а дополненная реальность лишь вносит отдельные искусственные элементы в восприятие реального мира. Дополненная реальность ближе к реальному миру, а виртуальная – ближе к виртуальному. История возникновения и развития технологий виртуальной и дополненной реальностиПринято считать, что развитие виртуальной реальности началось в 50-е годы прошлого века. В 1961 году компания Philco Corporation разработала первые шлемы виртуальной реальности Headsight для военных целей, и это стало первым применением технологии в реальной жизни. Но опираясь на сегодняшнюю классификацию, систему, скорее, отнесли бы к AR-технологиям.Отцом виртуальной реальности по праву считается Мортон Хейлиг. В 1962 он запатентовал первый в мире виртуальный симулятор под названием «Сенсорама». Аппарат представлял собой громоздкое устройство, внешне напоминающее игровые автоматы 80-х, и позволял зрителю испытать опыт погружения в виртуальную реальность, например, прокатиться на мотоцикле по улицам Бруклина. Но изобретение Хейлига вызывало недоверие у инвесторов и учёному пришлось прекратить разработки. Через несколько лет после Хейлига похожее устройство представил профессор Гарварда Айван Сазерленд, который вместе со студентом Бобом Спрауллом создал «Дамоклов меч» — первую систему виртуальной реальности на основе головного дисплея. Очки крепились к потолку, и через компьютер транслировалась картинка. «Дамоклов меч» считался первым шлемом и дополненной реальности. Шлем был примитивным как с точки зрения интерфейса, так и по реализму изображения, а его вес был таким большим, что он подвешивался к потолку. Грозный вид устройства дал ему соответствующее название.
Первые попытки реализовать дополненную реальность относятся к началу XX века. Еще во времена Первой мировой войны в авиации начали использовать коллиматорные прицелы – оптические устройства, комбинирующие естественное изображение цели с наложенным изображением прицельной марки, спроецированной в бесконечностьДополненная реальность шла рука об руку с виртуальной вплоть до 1990 года, когда учёный Том Коделл впервые предложил термин «дополненная реальность». В 1992 году Льюис Розенберг разработал одну из самых ранних функционирующих систем дополненной реальности для ВВС США. Экзоскелет Розенберга позволял военным виртуально управлять машинами, находясь в удалённом центре управления. В начале 2000-х годов разработчики технологий дополненной и виртуальной реальности обратились к индустрии развлечений. В 2000 году благодаря технологиям дополненной реальности в игре Quake появилась возможность преследовать чудовищ по настоящим улицам. Для этого нужен был виртуальный шлем с датчиками и камерами, что не способствовало популярности игры, но стало предпосылкой для появления известной ныне PokemonGo.В 2010-х технологии дополненной и виртуальной реальности сделали еще один шаг в сторону потребительской аудитории. 1 августа 2012 года малоизвестный стартап Oculus запустил кампанию по сбору средств на выпуск шлема виртуальной реальности на платформе Kickstarter. Разработчики обещали пользователям «эффект полного погружения» за счет применения дисплеев с разрешением 640 на 800 пикселей для каждого глаза. В 2014 году компания Google начала тестирование GoogleGlass – мини-компьютера, встроенного в оправу очков. В 2016 году компания Microsoft представила HoloLens – умные очки для работы с дополненной реальностью. Эти события содействовали активному продолжению работ в области технологий дополненной и виртуальной реальности. Впервые термин MR появился в 1994 году в документе под названием A Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays. Пол Милграм и Фумио Киширо определили MR как всё, что находится между крайностями виртуального континуума. Если по-простому: есть реальный мир и VR, и вот MR где-то посередине между ними. Из-за такого определения в англоязычном мире иногда AR и MR воспринимаются как синонимы. Границы этих технологий действительно сильно размыты и трудноразличимы. Например, в 2016 году компания Microsoft выпустила голографическую гарнитуру HoloLens и называла ее MR-очками. Устройство представляет собой прозрачные очки, через которые видно реальную физическую среду. При этом алгоритмы проецируют на эти очки двухмерные объекты, с которыми можно взаимодействовать, например, через Windows 10. Информационные окна, с которыми можно работать на компьютере или телефоне, помещаются на стенах, а устройство запоминает их положение.
Устройства виртуальной реальностиШлемы и очки (Head Mounted Display, HMD).В шлеме перед глазами пользователя расположены два дисплея, шоры защищают от попадания внешнего света, предусмотрены стереонаушники, встроенные акселерометры и датчики положения. На дисплеях транслируются немного смещенные друг относительно друга стереоскопические изображения, обеспечивая реалистичное восприятие трехмерной среды. В большинстве своем продвинутые шлемы виртуальной реальности довольно громоздкие, но в последнее время появляются упрощенные легкие варианты (в том числе картонные), которые обычно предназначены для смартфонов с приложениями виртуальной реальности. Шлемы для виртуальной реальности делятся на три типа:
Иные устройства. К ним можно отнести различные ножные платформы (3DRudder) и беговые дорожки (VirtuixOmni). Пользователь имеет возможность контролировать движения своих ног, а в случае с дорожками – даже перемещаться в пространстве, не опасаясь столкнуться с препятствиями в реальном мире.Устройства дополненной реальностиУмные очки и шлемы. При помощи технологии компьютерного зрения автономные и компактные устройства со встроенными датчиками и камерами позволяют анализировать пространство вокруг пользователя, формировать карту пространства для ориентирования в ней. Большинство очков оснащено функцией распознавания голоса и движений, ими можно управлять, не задействуя рук. Изображения проецируются на линзы очков или специальные мини-дисплеи, нет необходимости в дополнительных метках для генерации контента. Различают бинокулярные (Hololens, DAQRISmartGlasses, Meta 2); монокулярные (GoogleGlass, Vuzix M3000) модели очков и шлемов. Мобильные устройства. Практически любой современный смартфон или планшет может стать устройством дополненной реальности, достаточно лишь установить соответствующую программу. Для распознавания объектов чаще всего применяются маркерная технология, маркерами могут выступать QR-коды, сгенерированные точки, логотипы, компьютерное зрение и распознавание лиц. Интерактивные стенды и киоски, проецируемые в дополненной реальности. Инструмент широко используется в сфере продаж, на различных выставках. Стенды и киоски представляют собой широкоформатные экраны, позволяющие отображать фотореалистично визуализированные объекты в определенном контексте (например, демонстрация определенных функций продукта), просматривать информацию в интерактивном режиме. Изображение накладывается на любую поверхность (объект). Подводя итог, стоит сказать, что на сегодняшний день рынок технологий дополненной и виртуальной реальности только начинает развиваться и применение технологий не ограничится лишь сферой развлечений и игр. Уже сегодня проекты с их использованием помогают не только создавать концептуально новые рынки, но и расширять уже имеющиеся. Устройства смешанной реальности.Устройства смешанной реальности (MR) - это новая технология, которая сочетает в себе элементы как виртуальной реальности (VR), так и дополненной реальности (AR), позволяя пользователям взаимодействовать с цифровыми и физическими объектами в одной среде. Основная функция этих устройств заключается в создании захватывающего опыта, в котором виртуальные ресурсы сосуществуют с реальным окружением и часто реагируют на него. Вот некоторые широко известные устройства MR:
Дополненная реальность (англ. augmented reality, AR) — результат введения в зрительное поле любых сенсорных данных с целью дополнения сведений об окружении и изменения восприятия окружающей среды.Смешанная реальность (англ. mixed reality, MR) — это мир, в котором виртуальные и реальные объекты взаимодействуют между собой. Пользователь может оценить передний и задний план, как объекты расположены относительно друг друга — появляется полноценная точка соприкосновения цифрового объекта и реального мира.Таким образом, коренное различие виртуальной и дополненной реальности состоит в том, что виртуальная конструирует новый искусственный мир, а дополненная реальность лишь вносит отдельные искусственные элементы в восприятие реального мира. Дополненная реальность ближе к реальному миру, а виртуальная – ближе к виртуальному. История возникновения и развития технологий виртуальной и дополненной реальностиПринято считать, что развитие виртуальной реальности началось в 50-е годы прошлого века. В 1961 году компания Philco Corporation разработала первые шлемы виртуальной реальности Headsight для военных целей, и это стало первым применением технологии в реальной жизни. Но опираясь на сегодняшнюю классификацию, систему, скорее, отнесли бы к AR-технологиям.Отцом виртуальной реальности по праву считается Мортон Хейлиг. В 1962 он запатентовал первый в мире виртуальный симулятор под названием «Сенсорама». Аппарат представлял собой громоздкое устройство, внешне напоминающее игровые автоматы 80-х, и позволял зрителю испытать опыт погружения в виртуальную реальность, например, прокатиться на мотоцикле по улицам Бруклина. Но изобретение Хейлига вызывало недоверие у инвесторов и учёному пришлось прекратить разработки. Через несколько лет после Хейлига похожее устройство представил профессор Гарварда Айван Сазерленд, который вместе со студентом Бобом Спрауллом создал «Дамоклов меч» — первую систему виртуальной реальности на основе головного дисплея. Очки крепились к потолку, и через компьютер транслировалась картинка. «Дамоклов меч» считался первым шлемом и дополненной реальности. Шлем был примитивным как с точки зрения интерфейса, так и по реализму изображения, а его вес был таким большим, что он подвешивался к потолку. Грозный вид устройства дал ему соответствующее название.
Первые попытки реализовать дополненную реальность относятся к началу XX века. Еще во времена Первой мировой войны в авиации начали использовать коллиматорные прицелы – оптические устройства, комбинирующие естественное изображение цели с наложенным изображением прицельной марки, спроецированной в бесконечностьДополненная реальность шла рука об руку с виртуальной вплоть до 1990 года, когда учёный Том Коделл впервые предложил термин «дополненная реальность». В 1992 году Льюис Розенберг разработал одну из самых ранних функционирующих систем дополненной реальности для ВВС США. Экзоскелет Розенберга позволял военным виртуально управлять машинами, находясь в удалённом центре управления. В начале 2000-х годов разработчики технологий дополненной и виртуальной реальности обратились к индустрии развлечений. В 2000 году благодаря технологиям дополненной реальности в игре Quake появилась возможность преследовать чудовищ по настоящим улицам. Для этого нужен был виртуальный шлем с датчиками и камерами, что не способствовало популярности игры, но стало предпосылкой для появления известной ныне PokemonGo.В 2010-х технологии дополненной и виртуальной реальности сделали еще один шаг в сторону потребительской аудитории. 1 августа 2012 года малоизвестный стартап Oculus запустил кампанию по сбору средств на выпуск шлема виртуальной реальности на платформе Kickstarter. Разработчики обещали пользователям «эффект полного погружения» за счет применения дисплеев с разрешением 640 на 800 пикселей для каждого глаза. В 2014 году компания Google начала тестирование GoogleGlass – мини-компьютера, встроенного в оправу очков. В 2016 году компания Microsoft представила HoloLens – умные очки для работы с дополненной реальностью. Эти события содействовали активному продолжению работ в области технологий дополненной и виртуальной реальности. Впервые термин MR появился в 1994 году в документе под названием A Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays. Пол Милграм и Фумио Киширо определили MR как всё, что находится между крайностями виртуального континуума. Если по-простому: есть реальный мир и VR, и вот MR где-то посередине между ними. Из-за такого определения в англоязычном мире иногда AR и MR воспринимаются как синонимы. Границы этих технологий действительно сильно размыты и трудноразличимы. Например, в 2016 году компания Microsoft выпустила голографическую гарнитуру HoloLens и называла ее MR-очками. Устройство представляет собой прозрачные очки, через которые видно реальную физическую среду. При этом алгоритмы проецируют на эти очки двухмерные объекты, с которыми можно взаимодействовать, например, через Windows 10. Информационные окна, с которыми можно работать на компьютере или телефоне, помещаются на стенах, а устройство запоминает их положение.
Устройства виртуальной реальностиШлемы и очки (Head Mounted Display, HMD).В шлеме перед глазами пользователя расположены два дисплея, шоры защищают от попадания внешнего света, предусмотрены стереонаушники, встроенные акселерометры и датчики положения. На дисплеях транслируются немного смещенные друг относительно друга стереоскопические изображения, обеспечивая реалистичное восприятие трехмерной среды. В большинстве своем продвинутые шлемы виртуальной реальности довольно громоздкие, но в последнее время появляются упрощенные легкие варианты (в том числе картонные), которые обычно предназначены для смартфонов с приложениями виртуальной реальности. Шлемы для виртуальной реальности делятся на три типа:
-
настольные шлемы подключаются к компьютеру (HTCVive, OculusRift) или консолям (Playstation VR), требуют высокой мощности аппаратных средств; -
дешевые мобильные гарнитуры работают в связке со смартфонами, менее требовательные и громоздкие, чем компьютерные, представляют собой держатель для смартфона с линзами (Samsung Gear VR, Google Cardboard, YesVR); -
автономные очки виртуальной реальности – самостоятельные устройства, работают под управлением специальных или адаптированных операционных систем, обработка изображения происходит непосредственно в самом шлеме: OculusGo, HTCViveFocus, SulonQ, DeePoon, AuraVisor.
Иные устройства. К ним можно отнести различные ножные платформы (3DRudder) и беговые дорожки (VirtuixOmni). Пользователь имеет возможность контролировать движения своих ног, а в случае с дорожками – даже перемещаться в пространстве, не опасаясь столкнуться с препятствиями в реальном мире.Устройства дополненной реальностиУмные очки и шлемы. При помощи технологии компьютерного зрения автономные и компактные устройства со встроенными датчиками и камерами позволяют анализировать пространство вокруг пользователя, формировать карту пространства для ориентирования в ней. Большинство очков оснащено функцией распознавания голоса и движений, ими можно управлять, не задействуя рук. Изображения проецируются на линзы очков или специальные мини-дисплеи, нет необходимости в дополнительных метках для генерации контента. Различают бинокулярные (Hololens, DAQRISmartGlasses, Meta 2); монокулярные (GoogleGlass, Vuzix M3000) модели очков и шлемов. Мобильные устройства. Практически любой современный смартфон или планшет может стать устройством дополненной реальности, достаточно лишь установить соответствующую программу. Для распознавания объектов чаще всего применяются маркерная технология, маркерами могут выступать QR-коды, сгенерированные точки, логотипы, компьютерное зрение и распознавание лиц. Интерактивные стенды и киоски, проецируемые в дополненной реальности. Инструмент широко используется в сфере продаж, на различных выставках. Стенды и киоски представляют собой широкоформатные экраны, позволяющие отображать фотореалистично визуализированные объекты в определенном контексте (например, демонстрация определенных функций продукта), просматривать информацию в интерактивном режиме. Изображение накладывается на любую поверхность (объект). Подводя итог, стоит сказать, что на сегодняшний день рынок технологий дополненной и виртуальной реальности только начинает развиваться и применение технологий не ограничится лишь сферой развлечений и игр. Уже сегодня проекты с их использованием помогают не только создавать концептуально новые рынки, но и расширять уже имеющиеся. Устройства смешанной реальности.Устройства смешанной реальности (MR) - это новая технология, которая сочетает в себе элементы как виртуальной реальности (VR), так и дополненной реальности (AR), позволяя пользователям взаимодействовать с цифровыми и физическими объектами в одной среде. Основная функция этих устройств заключается в создании захватывающего опыта, в котором виртуальные ресурсы сосуществуют с реальным окружением и часто реагируют на него. Вот некоторые широко известные устройства MR: