Virtual en augmented reality
Virtual Reality
Virtual reality (VR) dompelt de gebruiker helemaal onder in een soort virtuele gesimuleerde omgeving. We spreken van VR-brillen, maar in wezen gaat het om HUD (head-up displays) die het menselijk zicht volledig afsluiten van de echte omgeving. Dat is echter niet altijd het geval. Bij geavanceerde flight simulator neemt de gebruiker plaats in een soort van namaakcockpit. Bij 360* videos/ afbeeldingen kan de gebruiker navigeren door een beeld. Maar uiteraard ziet hij daarnaast ook nog de echte werkelijkheid. VR is een geavanceerde vorm van wat tal van musea al meer dan een eeuw proberen nl. de bezoeker onderdompelen in een andere wereld, iets wat ook de meeste games trachten te doen. Virtual reality dompelt de gebruiker onder in een andere omgeving, een totale immersie. Je kan het begrip immersive interface dus op 2 manieren interpreteren: eentje waarbij de UI opgaat in de werkelijkheid of een systeem waarbij de gebruiker opgaat in de virtuele omgeving. Diverse fabrikanten produceren VR-HUD’s: Oculus Rift, Google Cardboard, HTC Vive, Nokia OZO, Ricoh Theta, GoPro Odyssey, Bublcam, Giroptic...
Augmented reality
Augmented reality voegt aan beelden van de werkelijkheid digitale informatie toe. Je kan digitale informatie projecteren op muren van gebouwen. Maar dit betekent nog niet dat elk geprojecteerd beeld een vorm van augmented reality is. Bij AR herkent het computersysteem op een of andere manier de “realiteit” en voegt daar digitale informatie aan toe.
Tot de oudste voorbeelden behoren de head mounted displays (HMD) of head-up displays (HUD) die gevechtspiloten (F35-piloten) dragen. Het directe beeld van de omgeving dat ze door hun helm en door de ramen van het vliegtuig te zien krijgen, wordt aangevuld met symbolen en/of een kaart. 's Nachts toont de HUD een 3D-wireframe van de omgeving zodat de piloten letterlijk blindelings kunnen vliegen. De software moet m.a.w. "weten" waar de piloot naar kijkt. Hiervoor moet het AR-toestel niet alleen de lokatie van het vliegtuig kennen, maar eveneens voortdurend de kijkrichting (field of view) van de piloot in de gaten houden.
De piloot krijgt dus directe beelden van de omgeving waarover de computer een gedeeltelijk transparante laag met digitale informatie legt. Google Glasses zijn/waren een gelijkaardig voorbeeld. De directe beelden van de omgeving krijgen een extra laag digitale informatie. ARcontactlenzen bevatten biosensoren. Ze hinderen het normale zicht niet, maar tonen eveneens een glucosemonitor. Ideaal dus voor mensen met diabetes. De lens/lenzen voorziet/n zichzelf van energie via lage radiofrequentie-signalen (RF power) waarmee een kleine hoeveelheid energie kan worden opgewekt, want slechts een paar microwatt zijn nodig om een voor het oog zichtbaar beeld op te bouwen. Het menselijk oog heef immers geen massa licht nodig om informatie te registreren.
Een van de meest verrassende uitvindingen (uitgevonden door Kazuo Yoshinaka van Nippon Electric Co. in 1986) die stilaan zijn weg naar de markt vindt is de Virtual Retinal Display (VRD). De VRD probjecteert beelden rechtstreeks op het netvlies. Het resulteert in zeer heldere en contrastrijke beelden met hoge resolutie. Omdat aan elk oog een afzonderlijk beeld kan getoond worden, biedt het de mogelijkheid om stereoscopische 3D-beelden te tonen (zie onderdeel "3D"). Het biedt de mogelijkheid om het zicht te "herstellen" van mensen met gezichtsproblemen.
Op een smartphone spreken we van indirecte AR. De gebruiker kijkt immers niet direct naar de werkelijkheid, maar naar een display waarop camerabeelden worden getoond. Je richt bijvoorbeeld de camera van je smartphone op een gebouw en de software voegt aan het camerabeeld informatie toe over de bouwgeschiedenis. Of je richt je smartphonecamera op een paar schoenen in een winkel en je krijgt er meteen informatie over de prijs en gelijkaardige modellen bij.
Augmented reality omvat een reeks invoer- en uitvoertechnieken. Om de lokatie van de gebruiker te weten te komen, gebruikt AR-software informatie van allerlei sensoren: GPS-chips, digitaal kompas, tiltsensor, microfoon, camera’s… Door die sensordata te combineren en te analyseren, komt de software te weten waar de gebruiker zich bevindt en in welke richting hij “kijkt”.
Heel vaak gebruikt AR-software ook image recognitionalgoritmes. Tot de meest bekende AR-toepassingen behoort de mogelijkheid voor het herkennen van QRcodes en AR-markers. Je richt je camera op een “marker” en de software tovert een laag digitale informatie op het camerabeeld. Nieuwe technieken zoals NFC (Near Field Communication) en BLE (Bluetooth Low Energy) openen nog meer perspectieven.
De manier waarop AR-software digitale informatie toevoegt, loopt uit elkaar van eenvoudige 2D-overlays tot 3D-mapping en zichtbare 3D. Bij de Magic Leap krijgt het de gebruiker het gevoel dat de digitale/virtuele objecten echt aanwezig zijn in de werkelijkheid. Bekende voorbeelden vonden hun weg naar het klassieke boek. De uitgever neemt in zijn boeken AR-markers (een soort van QR-codes) op. Wanneer de lezer die met een smartphone of tablet scant, verschijnt er op de display bijvoorbeeld een “gemapt” 3D-model. Wanneer de gebruiker met zijn toestel rond het boek wandelt, herrekent (mapping) de software het 3D-model op de marker.
Een voorbeeld van een VR
Open in een andere tab: https://www.uitdenaad.be/artcollection
Een VR-zonnestelsel
Open het in een andere tab: https://www.schoolvoorbeeld.be/nodig/sly/tele.php