Realtà Aumentata Cos’è e Come funziona

La realtà aumentata ( abbreviata AR dall inglese augmented reality) è un’esperienza interattiva di un ambiente in cui gli oggetti che risiedono nel mondo reale sono migliorati da informazioni percettive generate dal computer o da un dispositivo elettronico, a volte attraverso molteplici modalità sensoriali, tra cui visivo , uditivo , tattile , somato-sensoriale e olfattivo .

Le informazioni sensoriali sovrapposte possono essere costruttive (cioè additive all’ambiente naturale) o distruttive (ovvero mascheramento dell’ambiente naturale). Questa esperienza si intreccia perfettamente con il mondo fisico in modo tale da essere percepita come immersiva dell’ambiente reale. In questo modo, la realtà aumentata altera la percezione in tempo reale di un ambiente che esiste, la realtà virtuale (VR) invece sostituisce completamente l’ambiente reale dell’utente con uno simulato.

I moderni sistemi di realtà aumentata utilizzano una o più delle seguenti tecnologie: fotocamere digitali , sensori ottici, accelerometri , GPS, giroscopi , bussole a stato solido, RFID , ecc. L’ hardware di elaborazione del suono potrebbe essere incluso nei sistemi di realtà aumentata. I sistemi di telecamere basati sulla realtà aumentata richiedono una potente CPU e una grande quantità di RAM per elaborare le immagini da quelle telecamere. La combinazione di tutti questi elementi si trova spesso negli smartphone moderni (iPhoneX ad esempio, ma anche sistemi Android) che rappresentano una possibile piattaforma di realtà aumentata.

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Come funziona la realtà aumentata

La realtà aumentata può essere visualizzata su vari dispositivi: schermi, occhiali, dispositivi portatili, telefoni cellulari, display montati sulla testa. Si tratta di tecnologie basate su su algoritmi di Image Recognition e SLAM, System in Augmented reality. Si fa uso di:

  • Telecamere e sensori. Raccolta di dati sulle interazioni dell’utente e invio per l’elaborazione. Le fotocamere dei dispositivi eseguono la scansione dell’ambiente circostante e con queste informazioni, un dispositivo individua oggetti fisici e genera modelli 3D. Potrebbero essere necessarie fotocamere speciali o comuni telecamere per smartphone che usiamo per scattare foto / video.
  • Computer: i dispositivi di realtà aumentata alla fine dovrebbero comportarsi come piccoli computer, qualcosa che gli smartphone moderni fanno già ala perfezione. Allo stesso modo, richiedono una CPU, una GPU, una memoria flash, RAM, Bluetooth / WiFi, un GPS, ecc. Per poter misurare velocità, angolo, direzione, orientamento nello spazio e così via.
  • Proiezione. in questo caso ci si riferisce a un proiettore in miniatura che usa cuffie che prende i dati dai sensori e proietta il contenuto digitale (risultato dell’elaborazione) su una superficie da visualizzare. In effetti, l’uso delle proiezioni in AR non è stato ancora completamente inventato per usarlo in prodotti o servizi commerciali. Si può usare direttamente lo schermo del proprio smartphone oppure un monitor PC.
  • Occhiali.  Alcuni dispositivi AR dispongono di occhiali per assistere gli occhi umani per visualizzare le immagini virtuali. Alcuni hanno una “serie di piccoli specchi curvi” e alcuni hanno uno specchio a doppia faccia per riflettere la luce su una fotocamera e sull’occhio dell’utente. L’obiettivo di tali percorsi di riflessione è di eseguire un corretto allineamento dell’immagine.

Software per realtà aumentata

Per fondere in maniera reale immagini digitali con quelle del mondo reale, le immagini virtuali devono essere attribuite a luoghi reali. Quel mondo reale deve essere localizzato, dalle immagini della telecamera, in un sistema di coordinate. Questo processo è chiamato registrazione dell’immagine. Questo processo utilizza diversi metodi di visione artificiale, per lo più legati al monitoraggio dei video. Molti metodi di visione artificiale della realtà aumentata sono ereditati in modo simile dai metodi di odometria visiva.

In generale, i metodi consistono in due fasi:

  1. Nella prima fase è possibile utilizzare il rilevamento di angoli, regioni, bordi e soglia e i metodi di elaborazione delle immagini.
  2. Nella seconda fase, il sistema di coordinate del mondo reale viene ripristinato dai dati ottenuti nella prima fase. Alcuni metodi assumono oggetti noti con geometria 3D presenti nella scena e fanno uso di tali dati. In alcuni di questi casi, l’intera struttura della scena 3D deve essere calcolata in anticipo. Se non ci sono supposizioni sulla geometria 3D è strutturata dai metodi di movimento. I metodi utilizzati nel secondo stadio comprendono la geometria proiettiva (epipolare), il pacchetto di regolazione, la rappresentazione della rotazione con la mappa esponenziale, il filtro Kalman e i filtri per particelle.

Alcuni dei software più utilizzati sono:

  • ARToolKit , che permette la creazione di applicazioni di realtà aumentata. Attualmente rimane un progetto open source ospitato su SourceForge con licenze commerciali disponibili su ARToolWorks
  • ATOMIC Authoring Tool : è un software multipiattaforma per la creazione di applicazioni di realtà aumentata, che è un front-end per la libreria ARToolKit . È stato sviluppato per coloro che non sono programmatori e consente di creare rapidamente piccole e semplici applicazioni di realtà aumentata.
  • ATOMIC Web Authoring Tool è un figlio del progetto di ATOMIC Authoring Tool che consente la creazione di applicazioni di realtà aumentata per esportarli su qualsiasi sito web.
  • Blender è un  programma per computer  multipiattaforma , dedicato in particolare alla modellazione, illuminazione,  rendering , animazione e creazione di grafica  tridimensionale . Anche di composizione digitale usando la tecnica procedurale dei nodi, il montaggio video, la scultura (include la topologia dinamica) e la pittura digitale. In Blender, inoltre, puoi sviluppare  videogiochi  poiché ha un motore di gioco interno.

App realtà aumentata

L’app Star Walk Guida del Cielo per Iphone e per ANDROID ad esempio, consente a un utente di puntare la fotocamera del proprio tablet o telefono verso il cielo e vedere i nomi di stelle e pianeti sovrapposti sull’immagine. Un’altra app chiamata Layar utilizza il GPS dello smartphone e la sua fotocamera per raccogliere informazioni sui dintorni dell’utente. Quindi visualizza le informazioni su ristoranti, negozi e punti di interesse nelle vicinanze.

Google Lens sostituisce l’app Google Goggles a lungo trascurata e, fortunatamente per i vecchi utenti di quell’app, fa ancora parte della maggior parte delle cose per cui Goggles era conosciuto e molto altro ancora. Punta Google Lens su un oggetto e tenterà di identificarlo. Se sa cosa sia, può suggerire luoghi in cui acquistarlo o prodotti alternativi o semplicemente avviare una ricerca su Google per quell’elemento. È in grado di identificare le piante, memorizzare i numeri di telefono e le date sui poster o fornirti informazioni sui punti di riferimento nelle vicinanze.

L’accesso a Google Lens è abbastanza semplice. Puoi scaricare l’app per Android . Purtroppo, gli utenti iOS non hanno accesso all’app Lens, ma possono comunque accedere a Lens tramite Google Foto.

Uno dei modi più popolari con cui AR si è infiltrata nella vita di tutti i giorni è attraverso i giochi . Nel 2016, il gioco AR “Pokémon Go” è diventato virale in tutto il mondo, con oltre 100 milioni di utenti stimati al suo apice . Il gioco permette di vedere personaggi Pokémon rimbalzare nella propria città. L’obiettivo era catturare questi mostri tascabili, quindi usarli per combattere gli altri, localmente, nelle palestre AR.

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