به گزارش خبرنگار حوزه دریچه فناوری گروه فضای مجازی باشگاه خبرنگاران جوان؛ دنیای دیجیتال، دنیایی که در حال گسترش در جهان ما انسان هاست تغییرات و شیوه‌هایی نوین را در زندگی آدمی بوجود می‌آورد که جذابیت خاص و منحصر بفردی دارد که هر کسی را شیفته خود می‌کند بگونه‌ای که انسان دوست دارد حتی یک بار هم که شده آن را تجربه نماید، واقعیت افزوده نیز یکی از این تغییرات شگرف فناوری در دنیای ما انسان هاست که نمی‌توان آن را نادیده گرفت.

باشگاه خبرنگاران جوان امروز قصد دارد تا به بررسی واقعیت افزوده، تاریخچه و کاربرد‌های آن بپردازد؛ پس پیشنهاد می‌کنیم با ما همراه باشید.

واقعیت افزوده چیست؟

واقعیت افزوده (Augmented Reality) یک نمای فیزیکی زنده، مستقیم یا غیرمستقیم (و معمولاً در تعامل با کاربر) است، که عناصری را پیرامون دنیای واقعی افراد اضافه می‌کند. این عناصر بر اساس تولیدات کامپیوتری که از طریق دریافت و پردازش اطلاعات کاربر توسط سنسور‌های ورودی مانند صدا، ویدئو، تصاویر گرافیکی یا داده‌های GPS است ایجاد می‌شود.

ببینید: عمل جراحی به کمک واقعیت افزوده⁣

واقعیت رایانه‌ای مفهوم کلی واقعیت افزوده‌است. در واقعیت افزوده معمولاً چیزی کم نمی‌شود بلکه فقط اضافه می‌شود. همچنین واقعیت افزوده تا حدودی شبیه به واقعیت مجازی است که توسط یک شبیه‌ساز، دنیای واقعی را کاملاً شبیه‌سازی می‌کند.

تفاوت واقعیت مجازی و واقعیت افزوده

در واقع وجه تمایز بین واقعیت مجازی و واقعیت افزوده این است که در واقعیت مجازی کلیهٔ عناصر درک شده توسط کاربر، ساخته شده توسط کامپیوتر هستند. اما در واقعیت افزوده بخشی از اطلاعاتی را که کاربر درک می‌کند، در دنیای واقعی وجود دارند و بخشی توسط کامپیوتر ساخته شده‌اند.

در واقعیت افزوده، عناصر معمولاً به صورت بی‌درنگ نگاشته شده و به‌طور هوشمند مرتبط با عناصر محیطی است، مانند نمایش امتیاز مسابقات ورزشی در زمان پخش از تلویزیون.

با کمک تکنولوژی پیشرفتهٔ واقعیت افزوده (برای مثال افزودن قابلیت بینایی کامپیوتری و تشخیص اشیاء) می‌توان اطلاعات مرتبط با دنیای واقعی پیرامون کاربر را به صورت تعاملی و دیجیتالی به او ارائه کرد. همچنین می‌توان اطلاعات مرتبط با محیط و اشیاء اطراف را بر روی دنیای واقعی نگاشت.

این مطلب را از دست ندهید: تفاوت واقعیت مجازی(VR) و واقعیت افزوده (AR) چیست؟

ایده اولیه واقعیت افزوده اولین بار در سال ۱۹۹۰ توسط توماس کادل کارمند بوئینگ مطرح شد.

یکی از اشتباهات رایج در میان جامعه ایران در خطاب کردن فناوری واقعیت مجازی با عنوان واقعیت افزوده است.

باید گفت که واقعیت افزوده فناوری‌ای است که در آن تصویر سه بعدی یا اطلاعاتی به صورت متن یا تصویر بر روی تصویر زنده‌ای که از طریق دوربین موبایل یا تبلت در حال نمایش است نشان داده می‌شود.

البته این فناوری دارای محدودیت‌هایی است که باعث شده توسعه‌ی آن به کندی صورت بگیرد و فراگیر نشده باشد. در صورتی که واقعیت مجازی

البته در برخی از اپلیکیشن‌های واقعیت مجازی با استفاده از دوربین پشتی گوشی همراهی که در هدست قرارگرفته است، تصاویر از محیط ضبط شده و با اطلاعات یا محتوای سه بعدی ادغام می‌شوند.

ببینید: طراحی جدید عینک های واقعیت افزوده

تاریخچه واقعیت افزوده

• ۱۹۵۷–۶۲: مورتون هیلینگ، یک فیلمبردار، شبیه‌سازی با نام سنسوراما همراه با سیستم صوتی، تصویری، بویایی و لرزه اختراع کرد.
• ۱۹۶۶: ایوان سوزرلند با اختراع نمایشگر سربند (head-mounted display) دریچه‌ای را به دنیای مجازی باز کرد.
• ۱۹۷۵: مایرون راجر، Videoplace را اختراع کرد که برای اولین بار به کاربران اجازه تعامل با اشیای مجازی را می‌داد.
• ۱۹۸۹: جارون لانیر اصطلاح واقعیت مجازی را ابداع کرد و اولین شرکت تجاری در حیطه دنیای مجازی را تأسیس کرد.
• ۱۹۹۰: توماس کادل زمانی که در بوئینگ به کارکنان، برای سرهم کردن کابل‌ها در هواپیما کمک می‌کرد، مفهوم واقعیت افزوده را ابداع کرد.
• ۱۹۹۲: ال. بی روزنبرگ برای اولین بار یک سیستم واقعیت مجازی قابل استفاده، به نام تجهیزات مجازی را در آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی آمریکا ایجاد کرد.
• ۱۹۹۲: استیون فینر، بلیر مکلنتایر و دری سلایمن اولین نسخه از سندی را در یک نمونه اولیه سیستم واقعیت افزوده ارائه کرد. KARMA در کنفرانس رابط گرافیکی. نسخه کاغذی از یک سند را به‌طور گسترده در نمایشگاه ارتباطات ACM در سال ۱۹۹۳ منتشر شد.
• ۱۹۹۳: لورا دابلیو. دی. ال با پذیرش مسئولیت STRICOM اولین نمایش ترکیبی به همراه وسیله نقلیه مجهز به واقعیت افزوده و سرنشین شبیه‌سازی شده را به صورت زنده اجرا کرد.
• ۱۹۹۴: مارتین جولی برای اولین بار تئاتری با فناوری واقعیت افزوده طراحی کرد، رقص در فضای سایبری، با سرمایه‌گذاری انجمن هنر استرالیا، خصوصیت رقاصان و بندبازان تغییر اندازه بدنشان در لحظه اجرا، پرتاب شدن به فضای فیزیکی اطراف و زمین اجرا بود. آکروبات بازان به صورت معلق در اطراف ظاهر می‌شدند. در این تئاتر از سیستم‌های کامپیوتری سیلیکون گرافیک و سیستم حسگر Polhemus استفاده شد.
• ۱۹۹۸: معرفی فضای واقعیت افزوده توسط راسکار، ولش و فاشز در دانشگاه کارولینای شمالی در تپه کلیسا
• ۱۹۹۹: هیروزاکو کاتو ARToolKit را در HITLab ایجاد کرد، جایی که قبلاً واقعیت افزوده بوسیله سایر متخصصان HITLab توسعه داده می‌شد.
• ۲۰۰۰: بروس اچ. توماس توسعه دهنده ARQuake، اولین بازی واقعیت افزوده در محیط باز را برای موبایل در گردهمایی بین‌المللی کامپیوتر‌های پوشیدنی معرفی کرد.
• ۲۰۰۸: اپلیکیشن واقعیت افزوده ویکی‌تود به عنوان راهنمای مسافرت در ۲۰ اکتبر ۲۰۰۸ با تلفن آندرویدی G۱ منتشر شد.
• ۲۰۰۹: ARToolkit توسط Saqoosha به ادوبی فلش (FLARToolkit) آورده شد، با این کار واقعیت افزوده به مرورگر وب هم رسید.
• ۲۰۰۹: پروژه SixthSense از دانشگاه MIT طرحی از یک دستگاه مستقل را به نمایش گذاشتند که براساس واقعیت مجازی پوشیدنی کار می‌کرد.
• ۲۰۱۱: لستر تکنولوژیز، یک شرکت تازه تأسیس فرانسوی از دانشگاه جنوب پاریس (Orsay)، اولین عینک اسکی واقعیت افزوده را برای فروش عرضه کرد.
• ۲۰۱۲: شرکت گوگل با معرفی پروژه «عینک گوگل» یا «پروژه عینک» (Project Glass) گام بزرگی در فراگیر کردن و جنبه عام بخشیدن به واقعیت افزوده برداشت.

ببینید: کاربرد حیرت انگیز واقعیت افزوده در رستوران‌ها

کاربرد‌های واقعیت افزوده

ورزش

ساده‌ترین نمونه واقعیت مجازی را می‌توان در برنامه‌های ورزشی تلویزیونی مشاهده نمود.

برای مثال، نمایش نتیجه مسابقات فوتبال در دایره مرکز زمین، یا در زمان پخش مسابقات شنا در تلویزیون، نمایش شماره خط هر شناگر و نمایش رکورد در پشت هر شناگر (که امکان مقایسه شناگران را به بینندگان مسابقه می‌دهد) نمونه‌هایی عادی از کاربرد این سیستم است.

بازی‌های ویدئویی دستی

بوسیله «کارت واقعیت افزوده» برای نینتندو ۳دی‌اس و پلی‌استیشن ویتا با استفاده از دوربین مخصوص، می‌توان بازی کرد.

نرم‌افزار‌های کاربردی

با توجه به گسترش سریع موبایل‌های هوشمند (Smart Phones) به عنوان اصلی‌ترین سخت‌افزار‌ها برای واقعیت افزوده می‌توان به گسترش روزافزون نرم‌افزار‌های کاربردی در حوزه‌های مختلف اشاره کرد.

آموزش

استفاده از واقعیت افزوده در آموزش و پرورش در چند دهه اخیر پیشرفت چشم‌گیری داشته‌است و از طرفی با افزایش سطح استفاده از وسایل همراه در این زمینه، بهره‌برداری از این تکنولوژی به شدت رو به رشد است.

ببینید: نسل جدید و هیجان انگیزی از بازی‌ها با کمک واقعیت افزوده

به‌طور معمول نیاز‌های اولیه نرم‌افزار‌های واقعیت افزوده عبارتند از: یک پردازشگر، نمایشگر خاص، سیستم ردیابی و سخت‌افزار و نرم‌افزار‌هایی که مورد نیاز است. (Billinghurst, ۲۰۱۲) از این تکنولوژی می‌توان در سطوح مختلف آموزشی از تحصیلات ابتدایی و متوسطه که به آن‌ها اصطلاحاً K-۱۲ گفته می‌شود، گرفته تا تحصیلات سطح بالای دانشگاهی استفاده نمود. (Lee, ۲۰۱۲)

استفاده از واقعیت افزوده در آموزش سطوح پایین تحصیلی

یکی از مهم‌ترین و رایج‌ترین استفاده‌هایی که از این تکنولوژی می‌شود در کتاب‌های واقعیت افزوده است. اصطلاحاً به این گونه کتاب‌ها، جادویی گفته می‌شود. این کتاب‌ها شباهت زیادی به کتاب‌های معمولی دارند با این تفاوت که کاربر با استفاده از عینک‌های مخصوص واقعیت افزوده هنگام مشاهده صفحات کتاب، اشکال سه بعدی دیجیتالی که بیرون از کتاب ایجاد شده‌اند را نیز می‌بیند. (Andújar, ۲۰۱۱)

ببینید: هدست ترکیبی واقعیت مجازی و واقعیت افزوده Dell

این کتاب‌ها در واقع مدل دیجیتالی کتاب‌های برجسته مرسوم هستند که به کاربر امکان مشاهده اشکال سه بعدی را در هر زاویه و جهتی می‌دهند، همچنین از این کتاب‌ها می‌توان به صورت اشتراکی استفاده نمود به این صورت که دو کاربر دید یکسان و یا متفاوتی را از یک صفحه کتاب داشته باشند و از این جهت بسیار کارآمد و مفید است. (Lee, ۲۰۱۲) (Billinghurst, ۲۰۱۲) (Yuen, ۲۰۱۱)

استفاده از واقعیت افزوده در آموزش سطوح بالا و دانشگاهی

یکی از مهم‌ترین کار‌هایی که در زمینه آموزش در سطوح بالای دانشگاهی صورت گرفته‌است، راه اندازی آزمایشگاه‌های راه دور مجازی با استفاده از تکنولوژی واقعیت افزوده است. طی سالیان گذشته فعالیت‌های زیادی در زمینه آزمایشگاه‌های راه دور به صورت مجازی و الکترونیکی صورت گرفته‌است، که اغلب در رشته مهندسی برق و الکترونیک کاربرد داشته‌است، اما این روش‌ها علاوه بر مزایای زیاد، معایبی نیز به همراه دارند که از جمله آن‌ها اینکه در روش مجازی سازی، کاربران از آنجایی که به صورت واقعی با ابزار‌ها و وسایل آزمایش در تعامل ناست، در نتیجه نمی‌توانند تجربه کافی حاصل از آزمایش را بدست آورند. از طرفی این شیوه آموزشی در بسیاری از حوزه‌های آزمایشگاهی کارایی لازم را ندارد، به عنوان مثال در صورتی که آزمایشگاه شیمی به صورت مجازی و راه دور برگزار گردد، نتیجه بخش نخواهد بود.

بیشتر بخوانید: فیس‌بوک قابلیت‌های واقعیت افزوده را به پیام‌رسان خود اضافه کرد

از این رو در این حوزه استفاده از قابلیت‌های واقعیت افزوده که فراتر از روش‌های مجازی مرسوم است، می‌تواند تأثیرگزارتر باشد. از این جهت که با استفاده از این تکنولوژی، فهم مطالب و نتایج حاصل از آزمایشات در کیفیتی برابر و یا بیشتر از حالتی که در آزمایشگاه‌های واقعی صورت می‌گیرد، خواهد بود و از طرفی حل مسائل پیچیده به راحتی صورت می‌گیرد. نرم‌افزاری که بدین منظور طراحی شده‌است ARRL۴ نام دارد که در کامپیوتر کاربر اجرا شده و از طریق ارتباط TCP/IP به شبکه آزمایشگاه مورد نظر متصل شده و شروع به کار می‌نماید. این برنامه، در واقع با استفاده از دوربین‌های ویژه که در محل اصلی نمایشگاه واقع شده‌اند، و همچنین افزودن المان‌های مجازی و دیجیتال به آن‌ها با استفاده از واقعیت افزوده، به کاربر امکان تعامل با وسایل آزمایشگاهی و در نهایت مشاهده نتیجه کار خود را می‌دهد. استفاده از این شیوه آموزشی، امروزه علاوه بر رشته‌های مهندسی، در تدریس دروسی همچون تاریخ و جغرافیا نیز کاربرد دارد. (Andújar, ۲۰۱۱)

آینده تکنولوژی واقعیت افزوده چه خواهد بود؟

مطمئنا اسمارت‌فون‌ها و تبلت‌ها، تنها بستر توسعه واقعیت افزوده نخواهند بود. محققان تحقیقات خود بر روی عملکرد AR در لنز‌های فشرده و سایر دستگاه‌های پوشیدنی را با سرعت به پیش می‌برند. هدف نهایی واقعیت افزوده این است که مخاطب را هرچه طبیعی‌تر و راحت‌تر درون تصاویر غرق کند و این به معنای آن است که اسمارت‌فون‌ها و تبلت‌ها احتمالا جایگزین خواهند شد؛ هرچند مشخص نیست که جایگزین‌های آن‌ها چه ابزار‌هایی باشند. حتی عینک‌ها می‌توانند شکل و شمایلی جدید به خود بگیرند، همانطور که عینک‌های هوشمند برای استفاده افراد نابینا در حال توسعه است.

بیشتر بدانید: فیس‌بوک در حال آماده کردن یک عینک واقعیت افزوده است

مانند هر تکنولوژی جدیدی، واقعیت افزوده نیز با برخی مسائل اخلاقی و سیاسی مواجه است. به عنوان مثال توسعه گوگل گلس همراه با افزایش نگرانی‌ها در خصوص حریم شخصی همراه بود. از جمله این نگرانی‌ها این بود که مکالمات می‌توانند به طور محرمانه ضبط و تصاویر بدون اجازه گرفته شوند.

همچنین این احتمال وجود دارد که این تکنولوژی منجر به اختلال در نرم‌افزار‌های تشخصی چهره شود. تولید و فروش عینک‌های واقعیت افزوده و سایر دستگاه‌ها نظیر گوگل‌ایکس (Google-X) و گوگل لنز امروزه در حال گسترش است.