Телефон: +7 (383)-235-94-57

ТЕХНОЛОГИИ ДОПОЛНЕННОЙ И ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ В ТРАНСПОРТЕ И НА ПРОИЗВОДСТВЕ: АНАЛИЗ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

Опубликовано в журнале: Инженерные решения №3(4)

Автор(ы): Соловьев Федор Сергеевич, Тарасов Илья Евгеньевич, Петров Андрей Борисович

Рубрика журнала: Вопросы развития информационных технологий

Статус статьи: Опубликована 18 апреля

DOI статьи: 10.32743/2658-6479.2019.3.4.106

Библиографическое описание

Соловьев Ф.С., Тарасов И.Е., Петров А.Б. ТЕХНОЛОГИИ ДОПОЛНЕННОЙ И ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ В ТРАНСПОРТЕ И НА ПРОИЗВОДСТВЕ: АНАЛИЗ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ // Инженерные решения: эл.научный журнал. –2019 – №3(4). URL: https://journaltech.ru/archive/4/106 (дата обращения: 23.08.2019)

Соловьев Федор Сергеевич

аспирант, кафедра корпоративных информационных систем, МИРЭА – Российский технологический университет,

РФ, г. Москва

Тарасов Илья Евгеньевич

д-р техн. наук, профессор кафедры КИС, МИРЭА,

РФ, г. Москва

Петров Андрей Борисович

д-р техн. наук, проф., зав. кафедры КИС, МИРЭА,

РФ, г. Москва

TECHNOLOGIES OF ADDITIONAL AND VIRTUAL REALITY IN TRANSPORT AND IN PRODUCTION: ANALYSIS AND DEVELOPMENT PROSPECTS

 

Fedor Soloviev

postgraduate Student, Department of Corporate Information Systems, MIREA - Russian University of Technology,

Russia, Moscow

Ilya Tarasov

doctor of Technical Sciences, Professor of KIS, MIREA,

Russia, Moscow

Andrey Petrov

doctor of Technical Sciences, Professor, Head. Departments KIS, MIREA,

Russia, Moscow

 

АННОТАЦИЯ

Информационное образовательное пространство входит в инновационный этап своего развития за счет дополненной и виртуальной реальности как средства передачи визуальной информации. Дополненная реальность – это технология, которая позволяет совмещать реальные объекты с объектами виртуальными, при помощи компьютерных технологий. В статье рассматривается конъюнктура активно формирующегося рынка дополненной и виртуальной реальности в автомобильной технике. Проанализированы возможности и перспективы использования этих технологий для развития автоиндустрии.

ABSTRACT

The information educational space is entering the innovative stage of its development at the expense of augmented and virtual reality as a means of transmitting visual information. Augmented reality is a technology that allows you to combine real objects with virtual objects using computer technology. The article discusses the conjuncture of the actively emerging market of augmented and virtual reality in automotive technology. Analyzed the opportunities and prospects for the use of these technologies for the development of the automotive industry.

 

Ключевые слова: виртуальная реальность, дополненная реальность, VR и AR технологии, VR, AR.

Keywords: virtual reality, augmented reality, VR and AR technologies, VR, AR.

 

Технологии развиваются с невиданной скоростью. На острие научно-технического прогресса в последние десятилетия неизменно находятся информационные технологии. Одна сменяет другую, постоянно повышая эффективность человеческой деятельности в различных областях.

Развитие информационных технологий идет стремительными темпами. Становятся все популярнее виртуальная и дополненная реальность. Несмотря на стабильную ассоциацию с компьютерными играми, компании различных отраслей изучают возможные области применения данных технологий с целью изменения собственного бизнеса. К таким отраслям относятся здравоохранение, автомобилестроение, производство, розничная торговля, сфера развлечений и спорт. Компании планируют использовать такие технологии для обучения сотрудников, развития дизайна, взаимодействия, а также в медийных и развлекательных целях.

Под виртуальной реальностью (англ, virtual reality, VR) понимается созданный техническими средствами мир, передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, обоняние, осязание и др.

Дополненная реальность (англ, augmented reality, AR) -результат введения в поле восприятия любых сенсорных данных с целью дополнения сведений об окружении и улучшения восприятия информации.

Необходимо прояснить разницу между виртуальной и дополненной реальностью. VR создает цифровую вселенную с эффектом погружения, a AR добавляет компоненты цифрового мира в реальный.

По мнению многих ИТ-лидеров, данные технологии в бизнесе находятся пока в стадии зарождения, однако известны многие успешные примеры реализации виртуальной и дополненной реальности.

Впервые эта технология пришла из военной авиации и появилась в автомобилях премиум класса. С ее помощью, по аналогии с боевыми машинами, перед водителем, на лобовом стекле отображается вся необходимая информация о скорости, параметрах маршрута и т.д. Как и автомобили премиум класса, в таком виде технология доступна узкому кругу людей. На широком потребительском рынке, дополненная реальность, как отрасль компьютерных технологий, находится в стадии становления и активного роста. Мировые лидеры в области высоких технологий, такие как Google, Samsung, Apple и некоторые другие, заявляют о скором выходе на рынок устройств типа HMD (head-mounted display носимый дисплей). Наиболее известные из них и уже выпускающиеся серийно — это Google Glass. Данные функции здесь ориентированы эти устройства на массовый потребительский спрос, как в настоящее время и всевозможные гаджеты.

Однако либо уровень развития современных технологий не позволяет пока реализовать в полной мере концепцию устройства с интерфейсом дополненной реальностью в габаритах, пригодных для массового пользования, либо такие технологии еще не нашли друг друга.

Секция автомобильных технологий на CES (почти 20 тыс. кв. м) имела огромный успех. ДуБравак полагает, что дополненная реальность становится неотъемлемой частью автоиндустрии. Все больше технологических компаний, таких как Nvidia, Bosch и Blackberry, инвестируют в автомобильный сектор, что привело к представлению на CES большого количества инноваций в данной области.

В декабре производитель автокомпонентов Continental объявил о начале сотрудничества с компанией DigiLens, лидером рынка голографических проекционных технологий для интеграции в автомобили и бытовую электронику. Дело в том, что ныне существующие проекционные дисплеи слишком громоздкие и их сложно встраивать в приборные панели. Continental и DigiLens разрабатывают ультратонкий дисплей дополненной реальности. Он не будет ограничивать автопроизводителей в габаритах и предоставит водителю больше разнообразной и наглядной информации.

Инженеры и электронщики группы Jaguar Land Rover сделали ряд кузовных элементов «прозрачными». Первым под эксперимент попал капот. На концепте Land Rover Discovery Vision 2014 года в районе решетки радиатора установили камеры, смотрящие буквально в землю. Картинка с них транслируется на обширный проекционный дисплей перед глазами водителя. Идея концепции в том, что границы изображения совпадают с габаритами капота. Результат — полная иллюзия того, что последний отсутствует. В городе, конечно, такая игрушка ни к чему. А вот на бездорожье может оказаться весьма полезной, показывая рельеф и угол поворота колес.

Технология Mini Augmented Vision позволяет видеть сквозь кузов. Картинка с внешних камер автомобиля выводится на очки дополненной реальности. Очки Mini Augmented Vision не только проецируют перед глазами водителя необходимые подсказки навигации или спидометра, но и могут сделать прозрачными отдельные кузовные элементы, помогая владельцу припарковаться или проехать перекресток.

Мобильное приложение «HP Reveal». Одной из интересных возможностей мобильных устройств является использование и самостоятельное создание средств дополненной реальности. Лучший помощник учащегося книга, особенно по предметам профессионального компонента. Но вот с наглядностью возникают проблемы. Данный пробел помогает решить мобильное приложение HP Reveal, которое оживляет иллюстрации, превращая их в видео и трехмерные модели.

  • В качестве основы (маркера) может выступать изображение, фотография, схема или другой видимый объект. На основу добавляются виртуальные объекты: ссылки на веб-страницы, видео, текст, графика и 3D-объекты.
  • Принцип работы: приложение использует камеру телефона, GPS, Bluetooth, Wi-Fi, акселерометр и гироскоп для идентификации различных объектов из окружающего пространства. Эти объекты транслируются на экране устройства или распечатанном варианте предлагаемого объекта с наложенным поверх видео, картинками, фотографиями или другими файлами, называемыми аурами.

На рисунке 1 представлены примеры объектов дополненной реальности, которые могут привязываться не только к брошюрам, книгам, но и к реальным моделям, установленным в кабинетах и мастерских.

 

Рисунок 1. Использование дополнительной реальности в образовательном процессе 

 

Пользоваться ресурсами дополненной реальности учащиеся могут, установив мобильное приложение и подключившись к публичному каналу колледжа. Наглядность и полнота предоставленной информации способствует повышению мотивации к обучению.

Мы столкнулись с проблемой нехватки макетов, деталей и механизмов в формате 3D, необходимых при изучении предметов специального цикла. Обратившись к технической документации, собрав группу заинтересованных учащихся под руководством преподавателя, занялись самостоятельно 3D-моделированием в системе трехмерного твердотельного и поверхностного параметрического проектирования Autodesk Inventor Professional.

Программа Autodesk Inventor Professional

Созданные объекты демонстрируют устройство сложных деталей железнодорожного транспорта, помогают визуализировать объекты, увидеть при помощи 3D-анимации их принцип работы. На рисунке 2 представлены примеры созданных объектов.

 

Рисунок 2. Примеры 3D моделей, созданных в программе Autodesk Inventor Professional

 

Данные модели используются преподавателями на учебных занятиях. Для лучшего усвоения учебного материала, хотелось бы, чтобы не только на уроке, но и при самостоятельном изучении материала учащийся смог рассмотреть 3D-модели. Возникла новая проблема: выбрать мобильное приложение, при помощи которого учащиеся смогли бы изучать созданные нами 3D-модели. Просмотрев варианты работы различных мобильных приложений, выбор был сделан в пользу мобильного приложения CAD Assistant.

Мобильное приложение CAD Assistant.Bcc модели были успешно сконвертированы для этого приложения. Любой учащийся, установив данное приложение и скачав 3D-модели с нашего сайта (или СДО) на свое мобильное устройство, может просматривать их, вращать, разбирать, делать разрезы и сечения по плоскостям и т.д. Это позволило реализовать межпредметные связи с учебным предметом «Черчение», «Материаловедение», «Устройство и ремонт тепловозов», «Устройство и ремонт электровозов», «Автотормоза» и повысить эффективность их изучение. На рисунке 3 представлены примеры использования созданных нами 3D-моделей в мобильном приложении.

 

Риснок 3. Примеры использования созданных 3D моделей в мобильном приложении CAD Assistant

 

Следующим этапом в работе стал перенос 3D-моделей в виртуальную реальность. Для этого мы использовали мобильное приложение ViewER-VR.

Мобильное приложение ViewER-VR. На сегодняшний день VR приложения для смартфона с каждым днем они становятся все более доступными. Мобильные приложения для VR-очков дают возможность погружаться в мир, наполненный 360-градусными визуальными эффектами. Конвертировав наши 3D-модели в файлы, понятные для приложения, мы перенесли их в виртуальную реальность.

 

Рисунок 4. Примеры использования созданных 3D моделей в мобильном приложении ViewER-A'R

 

Рынок дополненной реальности в образовании находится на начальной стадии. Основная проблема минимальное взаимодействие тех, кто разрабатывает технологии и тех, кто внедряет их в обучение. Среди причин можно назвать недостаток финансирования учебных заведений, низкий уровень осведомленности об эффективности таких технологий. Пока технологии виртуальной и дополненной реальности наиболее активно используются в медицинском образовании. Существует множество программ, моделирующих внутреннее строение организма, нервную и кровеносную систему и др. Эффективность такого формата обучения доказана давно: человек быстрее воспринимает и лучше запоминает визуальные образы.

ВЫВОД

Подводя итоги можно сделать вывод, технологии виртуальной и дополненной реальности применяются в различных сферах деятельности и представлены большим числом устройств и приложений. В будущем данные технологии станут неотъемлемой частью повседневной жизни человечества.

 

Список литературы:

  1. Дополненная реальность в образовании./ [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: https://vr-j.ru/stati-i-obzory/dopolnennayarealnost-v-obrazovanii/ (Дата обращения: 02.03.2019).
  2. Виртуальная реальность в целях обучения./ [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://armikael.com/elearning/using-virtualreality-in-education.html/ (Дата обращения: 02.03.2019).
  3. Селиванов В. В., Селиванова Л. Н. Эффективность использования виртуальной реальности при обучении в юношеском и взрослом возрасте // Непрерывное образование: XXI век. Выпуск 1 (9), 2015.
  4. Шлем виртуальной реальности HTC Vive (Steam VR)./ [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: https://htc-online.ru/vive/ (Дата обращения: 02.03.2019).
  5. AR Симуляторы с применением технологии дополненной реальности./ [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://georam.org/ (Дата обращения: 02.03.2019).
  6. ARKit - Apple Developer ./ [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: https://developer.apple.com/arkit/ (Дата обращения: 02.03.2019).
  7. Microsoft HoloLens | the leader in mixed reality./ [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: https://www.microsoft.com/en-us/hololens/ (Дата обращения: 21.02.2019).
  8. Niantic, Inc./[Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: https://www.nianticlabs.com/ https://www.microsoft.com/en-us/hololens/ (Дата обращения: 21.02.2019).