Согласно Википедии, «дополненная реальность» (англ. augmented reality, AR) – это термин, относящийся ко всем проектам, направленным на дополнение реальности любыми виртуальными элементами, чаще всего носящими информационно-вспомогательный характер. При этом не стоит путать «дополненную реальность» с «дополненной виртуальностью», подразумевающей дополнение виртуального мира, элементами из мира реального. Естественно, что оба этих термина вплотную связаны с понятием «виртуальной реальности», полностью заменяющей реальный мир на некую компьютерную модель.

В качестве простейшего примера дополненной реальности можно привести цветовые линии, накладываемые на изображение со спортивных трансляций. Например, это может быть наглядная иллюстрация траектории полета шайбы или мяча. Иногда в качестве синонимов «дополненной реальности» используются термины «расширенная реальность», «улучшенная реальность», «обогащённая реальность».

Первая система виртуальной реальности Sensorama («театр погружения», 1962), изобретение Мортона Хейлига, также известного как «отец виртуальной реальности».

Ранние разработки в области «дополненной реальности» датируются 1968 годом, когда профессор Гарвардского университета Айвен (Иван) Сазерленд вместе со своим учеником Бобом Спроулом разработали «Дамоклов Меч», первый в мире шлем виртуальной и дополненной реальности. Конечно, по своему интерфейсу и качеству графики он был достаточно примитивен, а для использования «Дамоклов меч» нужно было подвешивать к потолку. Но именно этот проект можно считать первым шажком в развитии систем дополненной реальности.

Айвен Сазерленд (Ivan Sutherland)

«Дамоклов меч»

Появление самого термина «дополненная реальность» датируется 1990 годом, а предложили его специалисты корпорации Boeing Том Коделл и Дэвид Майзелл работавшие над задачами, связанными с оптимизацией труда сотрудников, занятых на сборке авиалайнеров. Идея исследователей заключалась в том, чтобы оснастить рабочих специальными шлемами, дисплеи которых могли бы отображать некую вспомогательную информацию, например, электромонтажные схемы. Но технологии того времени не позволили сделать эти устройства компактными и пригодными для повседневного использования – шлемы оказались тяжелыми, а от дисплеев у рабочих быстро уставали глаза.

А так видели использование дополненной реальности специалисты BMW в 2007 году.

Однако о дополненной реальности не забыли, более того она стала все чаще появляться в различных сферах, в том числе на телевидении, в космонавтике и у военных. Например, на дополненной реальности основана нашлемная система индикации, применяемая у военных летчиков. Назначение системы – отображение наиболее важной информации на фоне наблюдаемой обстановки, что позволяет пилоту не отвлекаться на приборную панель. Также дополненная реальность используется в системах наведения на цель.

Проект шлема F-35 с интегрированным дисплеем

Важным шагом в развитии дополненной реальности стало создание Хироказу Като в 1999 году ARToolKit, программной библиотеки для разработки приложений, совмещающих виртуальные объекты с изображением, поступающим от видеокамеры. С точки зрения разработчиков ARToolKit решает две важные проблемы – отслеживание точки наблюдения и взаимодействия виртуальных и реальных объектов между собой. Работа над ARToolKit ведется в формате проекта с открытыми кодами.

Проникла дополненная реальность и в печатные СМИ. Например, если отсканировать обложку декабрьского выпуска журнала Esquire за 2009 год и скачать специальную программу, то на экране компьютера можно увидеть Роберта Дауни младшего, рассказывающего о дополненной реальности.

Кроме того, дополненная реальность активно используется при проведении различных презентаций и других смежных сферах.

Но вернемся к мобильным устройствам, ведь именно они максимально подходят для реализации проектов, связанных с дополненной реальностью. Тем более что в любом современном смартфоне есть все необходимое: быстрый процессор, камера и экран. Как несложно догадаться, камера нужна для фиксации реальности, а экран – для отображения картинки с камеры, дополненной виртуальными объектами. Еще один важный элемент расширенной реальности – маркеры, т.е. некие точки реального мира, к которым привязываются виртуальные объекты. В роли маркеров могут выступать, например, специальные метки.

Также возможна привязка виртуальных объектов к координатам, получаемых от GPS-приемника. Подобный подход, например, используется в навигационном программном обеспечении, когда на изображение, поступающее с камеры телефона, накладывается информация о POI. В частности режим дополненной реальности реализован в приложении «ПРОГОРОД».

• Полезная ссылка: Обзор навигационного приложения «ПРОГОРОД»: навигация для Android, Bada, iOS, Windows Mobile и Windows CE
  

Использование в дополненной реальности технологий распознаваний образов требует от мобильного устройства гораздо больше вычислительных ресурсов и, как правило, быстрого интернет-канала (3G или LTE) для связи с сетевой базой данных. В качестве подобных баз данных могут выступать, например, социальные сети или некие специальные каталоги.

Еще одно направление развития дополненной реальности – создание игр, в которых виртуальные объекты находят себе место в реальном мире.

Sharky the Beaver

Однако смотреть на мир через экран смартфона или планшета для человека все-таки неестественно. В отличие от очков, которые выглядят вполне гармонично. Если, конечно, не брать девайсы заточенные под 3D-игры, превращающие человека в подобие терминатора.

Очки дополненной реальности от Vuzix и NEC BIGLOBE

Вообще, для развития дополненной реальности все необходимое «железо» уже доступно – есть производительные портативные девайсы, быстрые беспроводные каналы для передачи данных и дисплеи, разработанные специально для очков дополненной реальности. Например, в начале 2012 года был представлен ультракомпактный прозрачный дисплей Lumus OE-31, разрешением nHD (640x360 точек). Прозрачность экрана составляет 78%, контрастность 250:1. Оптимальное расстояние между экраном и глазом – 18 мм, что эквивалентно просмотру 40-дюймового телевизора с расстояния 3 метра.

Сферой применения Lumus OE-31 могут стать не только очки дополненной реальности для туристов и техногиков, но и специальные очки для бегунов, велосипедистов, лыжников и других категорий потенциальных потребителей, которым нужно постоянно видеть разнообразную дополнительную информацию. Причем, подобные очки могут выступать не только в роли самостоятельного устройства, но и в качестве аксессуара для смартфона или планшета.

Отцом очков дополненной реальности считается Стив Манн, которому также принадлежат многие наработки в области вычислительной фотографии. Работой над очками дополненной реальности Манн занимается более 30 лет. Причем он является их ярым сторонником, не пожелавшим расстаться с любимым гаджетом даже при фотографировании на паспорт. Что интересно, очки дополненной реальности под названием «EyeTap Digital Eye Glass», созданные Манном еще в 1999 году, очень похожи на Google Glass, представленные в 2012.

Функциональная схема EyeTap

Конечно, дополненной реальностью компания Google, в силу многих причин, начала заниматься гораздо позже. Более-менее активно о неком Project Glass, над которым работает лаборатория Google X, начали говорить в конце 2011 года, а анонс проекта состоялся в апреле 2012 года.

Ролик, демонстрирующий возможности Google Glass (опубликован 4.04.2012)

Соучередитель Google Сергей Брин лично тестирует Google Glass в нью-йоркском метро

Как в будущем может выглядеть мир при взгляде на него через Google Glass

Что интересно Nokia опубликовало видео с концептом электронных очков еще в октябре 2009 года, но дальше концепта дело не пошло.

Работают над схожими проектами и другие разработчики. Например, специалист по дополненной реальности Уилл Пауэлл используя проекционные очки Vuzix, две web-камеры и микрофон, а также программное обеспечение собственной разработки, спустя несколько дней после анонса Google Glass, продемонстрировал нечто похожее на сюжет видео от Google. При этом Пауэлл утверждает, что видео демонстрирует работу реального устройства. Для управления используются голосовые команды.

В течение 2012 года Google Glass неоднократно мелькали на различных мероприятиях, включая Google I/O 2012 (июнь 2012) и нью-йоркскую неделю мод (сентябрь 2012). Причем, на Google I/O с участием Google Glass развернулось целое представление, где носящие их спортсмены прыгали с вертолета, ездили по крыше на велосипедах и спускались в конференц-зал, используя альпинистское снаряжение. Тогда же была объявлена и цена Google Glass - $1500, причем первыми их покупателями смогут стать лишь оформившие предзаказ участники Google I/O.

Каждому желающему получить Google Glass выдали прозрачный кирпичик с номером продукта. Остальным придется ждать очки аж до 2014 года.

Что интересно, в начале 2013 года возглавляющий этот проект Бабак Пэрвиз сообщил, что дополненная реальность не является целью проекта Google Glass, а ее появление в продукте возможно в будущем. Таким образом, нельзя исключать, что первая версия Google Glass не получит каких-либо элементов дополненной реальности, а будет представлять собой новый способ взаимодействия с мобильными устройствами и интернетом.

Последние новости о проекте Google Glass появились буквально на днях. Согласно информации на сайте проекта, с помощью Google Glass можно будет в любой момент сделать фото или снять видео, транслировать картинку в режиме реального времени в Google+ Hangout, использовать навигацию, получать контекстные данные из Google Now, создавать сообщения с помощью голосового ввода, а так же пользоваться поиском и переводчиком. Экран Google Glass не закрывает все поле зрения (на приведенном ниже видео – квадрат в правом верхнем углу). Управление устройством осуществляется посредством голосовых команд.

Вместо резюме

Подводить какие-либо итоги в тематике связанной с дополненной реальностью пока рано – сейчас эта сфера находится в стадии активного развития, направление которого может поменяться в любой момент. Тем более что интересных идей хватает.