Дополненная реальность – одна из перспективных технологий XXI века.
Дополненная реальность – технология, которая объединяет виртуальный мир с реальным, позволяя пользователям взаимодействовать с цифровыми объектами в реальном мире. Изобретения, связанные с дополненной реальностью, открывают огромные возможности в различных областях, от развлечений до образования, медицины и производства.
Важно! Дополненную реальность (Augmented Reality – AR) следует отличать от виртуальной реальности (Virtual Reality – VR) и смешанной (Mixed Reality – MR), которая представляет собой комбинацию технологий VR и AR. Концепция виртуальной реальности – полное погружение и ощущение, что человек находится в другом мире. В дополненной реальности виртуальные объекты проецируются на реальное окружение, становятся частью окружающей картины мира.
История дополненной реальности берет начало из разработок, касающихся реальности виртуальной, «отцом» которой, благодаря исследованиям и изобретениям 1950-60-х гг., был признан американский кинематографист и изобретатель Мортон Хейлиг (Morton Heilig). Первая известная система имитации реальности была создана им в 1958-м году.
28 августа 1962 года Хейлиг запатентовал виртуальную машину Sensorama (patent US 3050870 Sensorama simulator) – первый в мире виртуальный симулятор. Хейлиг назвал машину «театром погружения». Изобретение описывало виртуальную технологию, в которой визуальные образы дополнялись движениями воздуха и вибрацией. Машина обдувала зрителя воздухом, распыляла духи, показывала запись «от первого лица» на двух отдельных экранах, а звук менялся в зависимости от того, как двигался его виртуальный источник.
Опытный образец Хейлиг создал на собственные средства, после чего начал искать финансовую поддержку у бизнесменов. Однако революционное и дорогое устройство не оценили – никто не рискнул вкладывать в него деньги.
Это было устройство ранней версии виртуальной реальности, а не дополненной, но именно оно дало толчок к развитию обоих направлений.
Пионером VR-технологии, связанной с компьютерами, считается американский учёный Айвен Эдвард Сазерленд (Ivan Edward Sutherland) – один из отцов Интернета.
В 1968-м году профессор Сазерленд со своим студентом и коллегой Бобом Спрауллом (Bob Sproull) разработали новый научный проект – первый компьютерный шлем виртуальной реальности, получивший название «Дамоклов меч» из-за особенностей его стационарного крепления.
Грозная установка только частично была шлемом. Значительная ее часть была слишком массивной для головы человека и крепилась к потолку, чем и заслужила свое прозвище. Устройство было достаточно простым и отображало на экране только примитивные 3D-модели в виде незамысловатых объемных геометрических форм. Авторы проекта вряд ли видели какое-то применение опасной махины в реальной жизни, и она осталась интересным научным артефактом эпохи.
В 1987 году компьютерный программист, изобретатель, музыкант, художник и футурист Джарон Ланье (Jaron lanier), вместе с изобретателем Томасом Циммерманом (Thomas Zimmerman) основавший Лабораторию визуального программирования (VPL Research), придумал термин «виртуальная реальность». Главным изобретением VPL стала DataGlove – перчатка, оснащенная сенсорами и отслеживающая движения руки. Наряду со шлемом, перчатка стала одним из главных атрибутов виртуальной реальности. Впоследствии VPL разработала костюм, отслеживающий движения всего тела, и собственный шлем Eyephone.
Термин «дополненная реальность» и первое устройство такого рода появились в 1990 году благодаря исследователю корпорации Boeing Тому Кауделлу (Tom Preston Caudell) и его коллеге Дэвиду Мизеллу (David Mizell). Ученым нужно было найти способ упростить труд заводских рабочих, которые использовали большие и дорогие фанерные щиты для сборки проводки лайнера «Боинг-777». Щиты были длиной до 30 футов и применялись для намотки и связывания проводов, прежде чем их можно было доставить на самолет. Кауделл и Мизелл изобрели прозрачный дисплей, который можно было носить на голове. На дисплее отображались компьютеризированные схемы самолетов, чтобы ориентировать рабочих во время сборки. Они назвали это устройство цифрового зрения «дополненной реальностью», и, хотя изобретение было громоздким и непрактичным, оно проложило путь для других устройств.
Два года спустя Луи Розенберг (Louis B. Rosenberg) создал Virtual Fixtures, первую систему AR, которая использовалась ВВС США. В устройстве использовался дисплей Heads-Up (HUD), соединенный с двумя физическими руками робота, чтобы пользователь мог перемещаться через экзоскелет верхней части тела, который выполнял роль контроллера. Пользователь видел компьютеризированные руки робота в своем козырьке вместе с другими виртуальными наложениями, сгенерированными компьютером, которые имитировали объекты, барьеры или направляющие, существующие в реальном мире.
Дальше развитие происходило стремительно. Скачок, сделанный в производстве микропроцессоров, и, как следствие, во всем технологическим секторе, позволил сильно ускорить работы.
Уже в 2008 году были созданы первые AR-приложения для смартфонов, и люди по всему миру смогли воспользоваться новейшей технологией. Первое приложение предназначалось для пользователей Android и позволяло им использовать свои камеры, чтобы увидеть на экране различные объекты виртуальной реальности в 3D. Вскоре появилось аналогичное приложение – Wikitude Drive – для iPhone.
Менее чем за 30 лет технология AR сделала огромный шаг вперед как с точки зрения производительности, так и с точки зрения удобства использования. С помощью AR можно решить практически неограниченный круг задач.
Одной из наиболее популярных сфер применения дополненной реальности являются развлечения. С помощью AR-технологий создаются игры, которые дополняют реальный мир виртуальными объектами и существами и дают игрокам возможность отправляться в приключения и получать ощущения, которые не доступны в реальной жизни.
Другой сферой применения дополненной реальности является бизнес. AR-технологии позволяют компаниям создавать интерактивные рекламные кампании. Также дополненная реальность используется в обучении сотрудников, например, в медицинских учреждениях, где AR-технологии помогают тренировать навыки хирургов и других специалистов.
В образовании дополненная реальность используется для создания интерактивных учебных материалов, которые помогают ученикам лучше усваивать теорию. Например, с помощью AR-технологий можно создавать трехмерные модели для визуализации сложных процессов в молекулярной биологии или физике.
В медицине дополненная реальность находит применение в обучении, диагностике и лечении. С помощью AR-технологий можно создавать виртуальные модели частей тела, что позволяет студентам получать более наглядное и понятное представление о строении и функциональности органов, а врачам более точно определять патологии и выбирать наиболее эффективный метод лечения. Кроме того, дополненная реальность может использоваться для проведения виртуальных операций, позволяя хирургам тренироваться перед реальным вмешательством и сокращая риск ошибок.
Дополненная реальность имеет большой потенциал в промышленности и уже находит применение в таких областях, как проектирование, производство, обслуживание и обучение. С помощью AR-технологий можно создавать виртуальные модели машин, оборудования и инфраструктуры, которые могут быть проанализированы и отредактированы до начала производства. Это позволяет компаниям избежать ошибок и снизить затраты на проектирование. AR может быть полезна в преодолении больших расстояний между специалистом и промышленным объектом, требующим, например, монтажа или починки. Технологии дополненной и виртуальной реальности уже помогают крупным компаниям проводить необходимый регулярный контроль и аудит. Например, специалисты Porsche используют AR-очки для ускорения ремонта автомобиля. Техник, обслуживающий машину, может запросить помощь у специалиста компании и получить консультацию в дополненной реальности. Или, например, в нефтегазохимической компании «Сибур Холдинг» программно-аппаратный комплекс «Удаленный эксперт AR» позволяет осуществлять видеосвязь на производстве.
В строительстве возможности технологий VR и AR тоже огромны. Прежде чем возвести здание, специалисты создают его виртуальный проект, просчитывают и устраняют все возможные недочеты еще на этапе проектирования. Увидеть все плюсы и минусы в виде «живой» цифровой картинки гораздо легче, чем на чертежах. Например, сделать виртуальный макет расположения и работы кранов на будущей строительной площадке поможет программа Liebherr Crane Planner, которая показывает работу оборудования в виртуальной реальности. Еще один пример, более близкий потребителям: VR-туры для потенциальных покупателей квартир в новых домах. Они особенно актуальны для объектов на начальных этапах строительства, когда у них пока нет реальных фотографий.
AR может применяться в различных областях сельского хозяйства и положительно влиять на процессы посева и уборки, а также повышать эффективность использования сельскохозяйственной техники и качество продукции. С помощью AR-технологий можно создавать виртуальные модели полей и оценивать состояние посевов, идентифицировать участки, требующие особого внимания, и определять оптимальное время для уборки. Также можно использовать AR-технологии для улучшения контроля качества уборки, показывая операторам, где и как собирать урожай. AR также может быть полезна в управлении сельскохозяйственной техникой. С ее помощью можно создавать виртуальные модели тракторов, комбайнов и другой техники, что позволит инженерам и дизайнерам улучшить проектирование и оптимизировать использование техники. Кроме того, AR-технологии могут использоваться для обучения персонала правильному использованию и обслуживанию техники.
Известные изобретения, связанные с дополненной реальностью
- Microsoft HoloLens – устройство, которое создает голографические изображения и позволяет пользователям взаимодействовать с ними в реальном времени. HoloLens применяется в различных отраслях, включая медицину, образование, производство и развлечения.
- Google Glass – устройство, которое выглядит как очки и позволяет пользователям получать информацию в режиме реального времени, отображая ее в виде AR-элементов на стеклах очков. Google Glass может использоваться в таких областях, как медицина, производство и обслуживание клиентов.
- Pokemon Go – игра, которая позволяет пользователям ловить виртуальных покемонов, используя камеру смартфона и AR-элементы. Pokemon Go стала одной из самых популярных мобильных игр в мире и показала, как AR может быть использована в игровой индустрии.
- IKEA Place – приложение, которое позволяет пользователям размещать виртуальную мебель в их реальном доме, используя AR-элементы. Это приложение помогает покупателям принимать более осознанные решения при выборе мебели и улучшает пользовательский опыт.
- AR-зеркала – зеркала, которые используют AR-технологии для создания виртуальных примерок одежды. Это позволяет покупателям примерять различные наряды, не снимая свою одежду, и улучшает процесс выбора одежды.
- AR-экраны – экраны, которые используют AR-технологии для создания виртуальных изображений. Они могут быть использованы в различных отраслях, включая рекламу, образование, производство и развлечения.
- AR-навигация – технология, которая позволяет пользователям использовать AR-элементы для навигации в реальном мире. Соответствующие приложения могут показывать направление движения на экране смартфона или в голографическом облаке, а также подсказывать, как пройти к определенному месту.
- AR-конструкторы – приложения или устройства, которые позволяют пользователям создавать и редактировать 3D-модели в реальном мире, используя AR-элементы. Такие AR-конструкторы могут использоваться в различных отраслях, включая архитектуру, дизайн интерьера, инженерное дело и многие другие.
- AR-музеи – музеи, которые используют AR-технологии, чтобы создать интерактивные и увлекательные экспозиции. AR-музеи могут включать в себя виртуальные экспонаты, визуальные эффекты, аудио- и видеосопровождение и многое другое.
- AR-реклама – реклама, которая использует AR-элементы для привлечения внимания к продукту или услуге. Компании могут создавать AR-рекламу, которая позволяет пользователям «протестировать» продукт в реальном мире или получить дополнительную информацию об услуге.
- AR-медицина – медицинские технологии, которые используют AR-элементы, чтобы помочь в диагностике, лечении и обучении врачей. Например, AR может использоваться для создания виртуальных моделей органов и тканей, чтобы помочь врачам лучше понимать патологии и разрабатывать более эффективные методы лечения.
Это лишь несколько примеров из множества изобретений, которые связаны с дополненной реальностью. AR-технологии активно развиваются и находят все новые применения, поэтому в будущем мы увидим еще много интересных и полезных изобретений!
Предлагаем познакомиться с частью патентного фонда РНТБ по теме «Дополненная реальность»
Подробнее
RU 2760179 Система дополненной реальности
Изобретение относится к интерактивным системам и может найти свое применение в таких областях, как образование, медицина и развлечения.
Подробнее
RU 2779246 Способ подбора и заказа одежды и устройство для осуществления способа подбора и заказа одежды
Группа изобретений предназначена для дистанционного выбора и подбора одежды с использованием сканирования и формирования 3D-моделей.
Подробнее
RU 2766396 Cистема и способ для чрескожной сосудистой пункции
Данная группа изобретений относится к способам проведения чрескожной сосудистой пункции, при котором используют ультразвуковой сканнер для определения положения кровеносного сосуда и пункционной иглы, визуализируют кровеносный сосуд и ее пунктируют, для чего через пункционную иглу вводят в кровеносный сосуд направляющий проводник. Изображение положения кровеносного сосуда и пункционной иглы с ультразвукового сканера передают на очки дополненной реальности, которые располагают на голове врача. При этом используют очки дополненной реальности c открытой нижней полусферой, выполненные с возможностью одновременного нахождения в поле зрения врача и изображений положения кровеносного сосуда и пункционной иглы, и самой области введения пункционной иглы.
Подробнее
RU 2784683 Способ и устройство для мониторинга технического состояния элементов ленточного конвейера
Технический результат изобретения – повышение эффективности контроля технического состояния элементов ленточного конвейера за счет автоматизации и точного определения нагрева элементов конвейера с помощью применения видеоидентификации в видимом и инфракрасном спектре, формирование изображения инспектируемых объектов с помощью технологии дополненной реальности, а также идентификации расположения элементов с помощью получения геокоординат съемки.
Подробнее
RU 2769419 Способ и система для медицинского моделирования в операционной комнате в среде виртуальной реальности или дополненной реальности
Изобретение относится к медицинскому моделированию в среде виртуальной реальности или дополненной реальности, которая представляет стажеру опыт работы в операционной комнате.
Подробнее
RU 2780511 Устройство дополненной реальности на основе изогнутого волновода, способ работы упомянутого устройства, очки дополненной реальности на основе упомянутого устройства
Изобретение относится к устройствам дополненной реальности на основе изогнутого волновода. Устройство дополненной реальности содержит проекционную систему для проецирования неискаженного изображения; вводной оптический компенсатор, расположенный на пути исходящих из проекционной системы световых лучей; изогнутый волновод, содержащий вводной дифракционный оптический элемент и выводной дифракционный оптический элемент.
Подробнее
RU 2775825 Нейросетевой рендеринг трехмерных человеческих аватаров
Изобретение относится к средствам для создания и рендеринга трехмерной модели аватара пользователя и может быть применено в системах дополненной и виртуальной реальности, видеоиграх, телеконференциях. Технический результат заключается в обеспечении возможности создания или рендеринга фотореалистичного трехмерного аватара пользователя в желаемой позе и/или с желаемого ракурса на основании всего лишь одного или более фотоизображений пользователя.
Подробнее
RU 2769083 Аппаратно-программный комплекс для контроля процессов строительства и сбора конструкций с использованием BIM-технологии
Изобретение относится к аппаратно-программному комплексу для контроля процессов строительства и сбора конструкций с использованием BIM- технологии и может быть применено при строительстве и сборе зданий, мостов, кораблей, самолетов, мебели и других объектов. Визуализация может быть выполнена в дополненной реальности, т.е. пользователь в соответствующих очках осуществляет сканирование маркеров и в это же время видит проектную трехмерную модель конструкции, наложенную на реально расположенные элементы.
Подробнее
RU 2774057 Волноводная архитектура, основанная на дифракционных оптических элементах, для очков дополненной реальности с широким полем зрения
Изобретение относится к ближнепольным дисплеям, к планарным волноводам с дифракционными оптическими элементами и дисплеям, основанным на таких планарных волноводах, к очкам дополненной реальности.
Подробнее
RU 2778627 Линза для коррекции зрения со средствами дополненной виртуальной реальности
Техническим результатом изобретения является повышение четкости изображения реального мира и изображения дополненной реальности у людей с отклонениями зрения.
Подробнее
US 11610355 Интерактивный развлекательный центр дополненной реальности (AR)
Описаны системы и способы для управления художественными активами в пользовательском интерфейсе, который использует дополненную реальность (AR) для создания программы вознаграждений посредством обучения на основе STEM. Способ включает в себя передачу изображения, захваченного первым пользователем, одного или более изображений материального объекта, имеющего эталонный маркер.
Подробнее
WO 2023282570 Управление рекламными досками и торговой платформой с использованием дополненной реальности
Изобретение относится к платформе управления и торговли рекламными щитами с использованием дополненной реальности и, более конкретно, к платформе, способной генерировать прибыль за счет управления. С этой целью платформа управления содержит: сервер компании, управляющей доской объявлений AR, который генерирует рекламу AR, соответствующую предварительному рекламному плану, предоставленному с терминала рекламодателя, и который дает команду, чтобы сгенерированная реклама AR отображалась на доске объявлений AR; и БД для хранения предварительного рекламного плана, предоставленного с терминала рекламодателя, AR-рекламы, соответствующей предварительному рекламному плану, или информации о месте, в котором предоставлен AR-рекламный щит.
Подробнее
CN 114582201 Визуальная система идентификации традиционной китайской медицины на основе гиперспектральной визуализации и технологии AR (дополненной реальности)
Преимущество метода заключается в том, что используется технология искусственного интеллекта, а гиперспектральная визуализация и технологии дополненной реальности объединены, так что ряд процессов лекарственных растений от прорастания семян до формирования лекарств (частей отвара традиционной китайской медицины) и т.п. визуально отображается. Пользователь может лично изучить характеристики каждой стадии роста растений лекарственных материалов и технологию обработки отваров традиционной китайской медицины, так что интерес учащихся может быть значительно усилен, улучшен эффект обучения, может быть преодолен дефект отсутствия учебных ресурсов для практики традиционной китайской медицины. Таким образом, профессиональная грамотность студентов повышается, а затраты на обучение значительно сокращаются.
Подробнее
IN 202311006067 Основанная на дополненной реальности система виртуальной примерки одежды отдельным человеком и связанная с ней техника
Изобретение предлагает основанную на дополненной реальности систему для виртуальной примерки одежды отдельным лицом и связанную с ней технику, при этом указанная система содержит центральный процессор, вычислительную память и память для хранения. Система способна работать практически в реальном времени на мобильном устройстве. С помощью дополненной реальности пользователи могут контекстуально визуализировать интересующий их предмет, взаимодействуя и подтверждая стиль, размер и посадку, прежде чем совершить покупку.
Подробнее
IN 202311002075 Система автоматизированного обувного шкафа с зеркалом дополненной реальности
Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к системе автоматизированного обувного шкафа с зеркалом дополненной реальности. Позволяет пользователю проверить, соответствует ли пара обуви одежде, которую носит пользователь, с помощью дополненной реальности, не надевая обувь. Система включает в себя корпус, имеющий множество выдвижных ящиков, сконфигурированных для размещения набора коробок, в которых хранится пара обуви. Пользователь может выбрать любую пару обуви из блока отображения, и соответствующий ящик, в котором хранится пара обуви, после чего обувь будет перемещена вперед, чтобы пользователь мог получить доступ к паре.
Подробнее
EP 4145246 Способ оказания помощи пользователю в использовании и/или изучении функциональных возможностей бытового электроприбора с использованием дополненной реальности
Изобретение относится к способам, основанным на электронной обработке, для помощи пользователю в использовании бытового прибора с использованием дополненной реальности, которые могут выполняться пользовательскими устройствами, например, смартфонами.
Подробнее
CN114465910 Метод калибровки станочного оборудования на основе технологии дополненной реальности
Изобретение относится к способу калибровки обрабатывающего оборудования на основе технологии дополненной реальности, который содержит первую модель, соответствующую целевому калибруемому оборудованию, при этом второй пользователь реализует демонстрацию калибровки на первой модели с помощью устройства дополненной реальности, и первый пользователь на месте работает на целевом оборудовании, наблюдая за демонстрацией второго пользователя и повторяет шаги калибровки и результаты в реальном времени во взаимодействии с устройством дополненной реальности.
Подробнее
WO 2022234156 Усовершенствованная гарнитура дополненной реальности для медицинской визуализации
Раскрыта система дополненной реальности для использования в медицинских целях. Система содержит гарнитуру дополненной реальности и процессор. Гарнитура AR содержит камеру, окологлазный дисплей и датчик глубины. Процессор выполнен с возможностью регулировки положения изображения, полученного камерой, на протяжении всей медицинской процедуры на основе изменений расстояния, измеренного датчиком глубины.
Подробнее
WO 2023037347 Дорожные карты, передаваемые с помощью дополненной реальности (AR)
Раскрыты способы использования дисплеев дополненной реальности для передачи пользователю графических представлений различных типов информации. Информация может быть получена из различных источников, которые динамически обнаруживаются транспортным средством, или пользовательским контентом. Графическое представление также может быть основано на информации, которая может быть получена с помощью краудсорсинговых картографических данных. Графические представления могут быть представлены в виде AR-представления на носителе (таком как лобовое стекло транспортного средства), который соответствует полю зрения пользователя.
Подробнее
US 2023094004 Система дополненной реальности для обучения уходу за пациентами
Представлена система дополненной реальности, включающая: физическую анатомическую модель; блок отображения, с помощью которого пользователь приспособлен для приема первой и второй оптических обратных связей, при этом первая оптическая обратная связь исходит от физической анатомической модели и проходит через блок отображения, а вторая оптическая обратная связь исходит из блока отображения и включает в себя виртуальную анатомическую модель; систему слежения, адаптированную для отслеживания положения и ориентации блока отображения; вычислительное устройство, выполненное с возможностью принимать первый сигнал от системы слежения. В некоторых вариантах вторая оптическая обратная связь дополнительно включает вспомогательную виртуальную графику, такую как медицинские данные, этапы обучения, демонстрации экспертов, дидактический контент и неотложные обстоятельства.
Познакомиться с этими и другими документами вы можете в отделе патентных документов РНТБ.
Мы работаем в будние дни с 9:00 до 20:00, в субботу – с 10:00 до 18:00 (5-й этаж, комн. 503, тел. для справок +375 17 226 65 05).
* При подготовке информации использованы следующие источники
материалы баз данных РНТБ:
- База данных Orbit,
- База данных «Патенты России».
материалы сайтов:
- AR – Дополненная Реальность (статья плюс ролик) [Электронный ресурс] // Хабр. – URL: https://habr.com/ru/articles/419437 (дата обращения: 05.04.2023).
- Технология дополненной реальности AR [Электронный ресурс] // Увлекательная реальность. – URL: http://funreality.ru/technology/augmented_reality/ (дата обращения: 3.04.2023).
- Юлбарисова, Д. Р. Дополненная реальность – текущее состояние и тенденции развития [Электронный ресурс] / Д. Р. Юлбарисов, П. В. Максимов. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/dopolnennaya-realnost-tekuschee-sostoyanie-i-tendentsii-razvitiya/viewer (дата обращения: 03.04.2023).
- Технологии дополненной реальности [Электронный ресурс] // MIXAR. – URL: https://mixar.biz/blog/tekhnologiya_dopolnennoj_realnosti_ar (дата обращения: 05.04.2023).
- Историческая хронология событий развития дополненной реальности [Электронный ресурс] // Timetoast. – URL: https://www.timetoast.com/timelines/6704eb4e-f695-4883-ae88-1c2b4ffc8768 (дата обращения: 07.04.2023).
- Что такое дополненная реальность [Электронный ресурс] / Space Police // КОМЬЮНИТИ. – URL: https://timeweb.com/ru/community/articles/chto-takoe-dopolnennaya-realnost (дата обращения: 05.04.2023).
