چگونه ها: واقعیت افزوده چگونه کار می کند؟

بازی های ویدیویی نزدیک به ۳۰ سال است که ما را سرگرم کرده اند، یعنی از زمانی که پونگ ساخت شرکت آتاری در اوایل دهه ۱۹۷۰ منتشر شد. گرافیک های کامپیوتری هم با پیشرفت زیادشان، کیفیت بصری بازی ها را لایق صفت خارق العاده کرده اند. حالا محققین و مهندسین دارند تصاویر گرافیکی را از تلویزیون و مانیتور بیرون می کشند تا با دنیای واقعی پیرامون ما یکپارچه کنند. این تکنولوژی جدید که واقعیت افزوده (Augmented Reality) نام دارد، مرز میان واقعیت و تصاویر کامپیوتری را کمرنگ می کند و آنچه را می بینیم، می شنویم، حس می کنیم یا می بوییم، در آینده ارتقا خواهد داد.

واقعیت افزوده که در طیف واقعیت های موجود (!) بین «واقعیت مجازی با محیط گرافیکی سه بعدی اش» و «دنیای واقعی پیرامون مان» قرار می گیرد، در اصل به دنیای واقعی نزدیک تر است. واقعیت افزوده گرافیک، صدا، بازخوردهای لرزشی و بو را به دنیای واقعی که در آن هستید، می افزاید. هم بازی های ویدیویی و هم تلفن های هوشمند بسترهایی برای توسعه واقعیت افزوده هستند. هر کسی از توریست ها گرفته تا سربازها و افرادی که به دنبال نزدیک ترین ایستگاه های مترو می گردند، از قابلیت افزوده شدن تصاویر گرافیکی بر روی منظره مقابل شان بهره خواهند برد.

واقعیت افزوده می رود تا نوع دیدن دنیا را برای ما تغییر می دهد، یا لااقل طرز دیدن دنیا توسط کاربرانش را. خودتان را در حال رانندگی در خیابان یا راه رفتن در پیاده رو تصور کنید. با نمایشگرهایی از نوع واقعیت افزوده که سرانجام در اَشکالی به مراتب عادی تر از عینک های عجیب و غریب به بازار خواهند آمد، محتوا و نوشتار گرافیکی در مقابل دیدگان شما ظاهر خواهند شد، صداهایی به گوش تان خواهد رسید، یا حتی بوهایی به مشام تان؛ و همه اینها متناسب با محیط پیرامونی شما خواهد بود و به بالا رفتن درکتان از آن محیط کمک می کند. این محتواهای افزودنی، به طور مدام و با تغییر محل یا نقطه نظر شما به روز می شوند.

در ادامه این مقاله با دیجیاتو همراه شوید تا نگاهی داشته باشیم به واقعیت افزوده در حال و آینده ای که به سوی آن می رویم.

افزودن به دنیای واقعی

ایده اصلی واقعیت افزوده قرار دادن تصاویر گرافیکی، صدا و سایر بهبودهای حسی، بر روی دیگر چیزهایی است که دنیای واقعی اطراف مان را تشکیل می دهند. به نظر ساده می آید. شاید بپرسید: "شبکه های تلویزیونی با تصاویر گرافیکی قرار گرفته بر روی تصاویر دوربین همین کار را از دهه ها قبل انجام نداده اند؟" اما باید بدانید که واقعیت افزوده بسیار پیشرفته تر از هر تکنولوژی دیگری است که در شبکه های تلویزیونی دیده اید. البته سیستم هایی مثل RACEf/x در مسابقات اتومبیل رانی و super-imposed first down در مسابقات فوتبال امریکایی که هر دو ساخته Sportvision هستند، تا حدی به افکت های واقعیت افزوده نزدیک شده اند اما این سیستم ها فقط برای یک نقطه نظر (یک دوربین) توسعه یافته اند، حال آنکه نسل جدید سیستم های واقعیت افزوده گرافیک ها را برای نقطه نظر متفاوت هر بیننده نمایش خواهند داد.

برخی از بهترین پروژه های واقعیت افزوده را باید در دانشگاه های سرتاسر دنیا جستجو کرد. در فوریه ۲۰۰۹ در کنفرانس TED، پتی میز و پراناف میستری سیستم واقعیت افزوده شان را نشان دادند که به عنوان بخشی از کار گروه رابط های کاربری سیال در آزمایشگاه رسانه ای دانشگاه MIT توسعه یافته بود. نامش حس ششم (SixthSense) بود و بر برخی از اجزا اولیه که در بسیاری از سیستم های واقعیت افزوده یافت می شود، اتکا داشت:

• دوربین
• پروژکتور کوچک
• تلفن هوشمند
• کلاهک های رنگی

حس ششم ستودنی است زیرا از اجزا ساده و در دسترس همه مردم تشکیل شده که ۳۵۰ دلار هم بیشتر هزینه بر نمی دارند. وقتی بیشتر قابل تحسین می شود که بدانید پروژکتور آن قادر است هر سطحی را به یک نمایشگر تعاملی تبدیل کند. در اصل دستگاه با استفاده از دوربین و آینه خود به بررسی محیط اطراف می پردازد، تصویر به دست آمده را به تلفن هوشمند می فرستد که وظیفه اش پردازش تصویر، جمع آوری داده های جی پی اس و استخراج اطلاعات از اینترنت است؛ سپس اطلاعات توسط پروژکتور بر روی سطوح مرتبط بازتابانیده می شوند، سطوحی که ممکن است عضوی از بدن انسان، یک دیوار، ساختمان یا حتی تابلوهای تبلیغاتی باشند. از آنجا که دوربین روی سر کاربر قرار دارد، حس ششم واقعیت های افزودنی را بر روی هر آنچه را که او می بیند، قرار خواهد داد؛ برای مثال، اگر او یک قوطی سوپ را در خوار و بار فروشی بر دارد، حس ششم می تواند اطلاعات مرتبط با آن سوپ شامل محتوا، قیمت، ارزش غذایی و حتی نظرات سایر استفاده کنندگان را به صاحبش نمایش دهد.

با استفاده از ۴ انگشتی که کلاهک رنگی دارند (حتی انگشت هایی با لاک ناخن هم با این سیستم کار می کنند) کاربر می تواند اطلاعات نمایش داده شده را پیمایش کند؛ ژست های حرکتی او با دوربین تشخیص داده می شوند و سپس تلفن هوشمند آنها را پردازش می کند. او اگر اطلاعات بیشتری درباره سوپ نیاز داشته باشد با ژست های حرکتی قادر است با تصاویر پروژکتور کار کند و به عنوان مثال، درباره محصولات رقیب اطلاعات بگیرد. حس ششم قادر به تشخیص ژست های پیچیده هم هست. مثلا اگر روی مچ دست یک دایره بکشید، پروژکتور تصویر یک ساعت با زمان زنده را آنجا خواهد انداخت.

واقعیت افزوده در تلفن های هوشمند

اینکه وسایلی مثل حس ششم به زندگی روزمره ما راه پیدا کنند نیازمند زمان بیشتری است، اما نسخه های ابتدایی واقعیت افزوده را می توان بر روی تلفن های هوشمند مشاهده کرد، به خصوص اپلیکیشن هایی که برای آیفون و تلفن های اندرویدی ساخته می شوند.

مثلا در هلند، صاحبان تلفن های هوشمند با دانلود کردن اپی به نام Layar می توانند در استفاده ای توامان از دوربین و جی پی اس، اطلاعاتی را درباره محیط اطراف خود کسب کنند. Layar هم اطلاعات جمع آوری شده درباره رستوران ها و سایر مکان های شهری را به صورت لایه ای افزوده شده بر روی تصویر دوربین، بر روی نمایشگر تلفن نشان می دهد. حتی می توان دوربین را به سمت یک ساختمان گرفت و این اپ به شما خواهد گفت که آیا شرکت های دارای دفتر در آنجا، نیرو استخدام می کنند یا خیر. یا شاید عکس های متعدد از آن ساختمان را از سایت Flickr به شما نشان دهد و تاریخچه اش را از ویکیپدیا ارائه کند.

اپلیکیشن Layar تنها اپلیکیشن از این نوع نیست. در آگوست ۲۰۰۹ برخی از کاربران اپلیکیشن Yelp با دیدن یک ایستر اگ مخفی در این اپ که کاربرد واقعیت افزوده داشت شگفت زده شدند. Yelp که به خاطر دیدگاه های کاربرانش درباره رستوران ها و سایر کسب و کارها شناخته شده است، این بخش واقعیت افزوده به نام Monocle (عینک یک چشمی)، همه چیز را در این عرصه یک مرحله جلوتر برد. با ورود به اپلیکیشن Yelp و سپس ۳ بار تکان دادن آیفون یا تلفن اندرویدی، می توان Monocle را فعال کرد. سپس با استفاده از جی پی اس و قطب نمای تلفن، مانیکل اطلاعاتی درباره رستوران های محلی، شامل رده بندی و بررسی ها را بر روی نمایشگر تلفن نمایش می دهد. همچنین می توانید یکی از فهرست ها را لمس کنید تا اطلاعات تکمیلی درباره رستوران مورد نظرتان ظاهر شود.

اپلیکیشن های بیشتری در زمینه واقعیت افزوده برای آیفون و اندروید منتشر شده و پیشرفت ها توقف ندارند. Urbanspoon تقریبا کاربردی مشابه Monocle دارد. همچنین Wikitude را داریم که اطلاعاتی درباره مناطق محلی را از ویکیپدیا استخراج می کند. در پس زمینه بیشتر این اپها شاهد استفاده از جی پی اس و قطبنما و دوربین هستیم؛ اپها با دانستن موقعیت محلی شما اطلاعات مرتبط با آن را به شما نشان می دهند. ما هنوز وارد مرحله تشخیص عکس کامل نشده ایم ولی متخصصین در حال کار روی آن هستند. تا اینجا به برخی از انواع واقعیت های افزوده نگاه کردیم. در بخش بعدی به دیگر اپلیکیشن های این حوزه از تکنولوژی نظیر بازی های ویدیوی و سخت افزارهای نظامی می پردازیم.

واقعیت افزوده در بازی های ویدیویی و کاربردهای نظامی

شرکت های سازنده بازی های ویدیویی به سرعت سوار لکوموتیو واقعیت افزوده می شوند. شرکت Total Immersion نرم افزاری تولید کرده که واقعیت افزوده را به کارت های بیسبال اضافه می کند. خیلی ساده نرم افزار آن را از اینترنت دریافت می کنید و سپس با گرفتن کارت بیسبال در مقابل وبکم، نرم افزار آن را تشخیص داده، بر اساس هویت بازیکن روی کارت، ویدیوی مرتبط با او را بر روی نمایشگر کامپیوتر نشان می دهد. با حرکت دادن کارت، خواهید دید که شکل ۳ بعدی بازیکن بر روی نمایشگر، کارهایی نظیر ضربه زدن به توپ را انجام می دهد.

تلاش های Total Immersion تنها یک شروع هستند. در سال های اخیر نمونه های جدیدترین را هم دیده ایم، از جمله بازی Ingress از گوگل که واقعیت افزوده را به خیابان ها آورده و سایر شرکت ها هم با فراگیری استفاده از تلفن های هوشمند، به دنبال همین کار هستند؛ اضافه کردن لایه ای از اطلاعات مفید جلوی چشم کاربران دستگاه های هوشمند.

بازی هایی را تصور کنید که بستر انجام شان شهرهای واقعی است و با افزودن راز و رمز های مجازی در مکان های خاص، بازیکن ها می توانند فیلمنامه بازی را با استفاده از تلفن ها یا عینک های هوشمند خود دنبال و رازهای نامرئی با چشم انسان را پیدا کنند. نمونه هایی از این کاربردها وجود دارد. مثل بازی human PacMan که به بازیکن ها امکان می دهد با پوشیدن عینک های مخصوص در زندگی واقعی یکدیگر را تعقیب کنند.

شرکت کانادایی Arcane Technologies دستگاه های واقعیت افزوده ای را به ارتش امریکا فروخته. این شرکت نمایشگرهای قابل پوشیدن بر روی صورت می سازد که قادر به افزودن لایه ای از اطلاعات بر روی دنیای واقعی هستند. این هدست ها قادر به افزودن لایه های مفید برای سربازان در میدان جنگ هستند. سربازی را تصور کنید که در بین خرابه های جنگی به دنبال دشمن می گردد. با داشتن یکی از این هدست ها، ارتش امکان نمایش موقعیت سربازان دشمن برای او را خواهد داشت. اطلاعات از منابعی نظیر تصاویر ماهواره ای یا دوربین پهپادهای بدون خلبان، به هدست ارسال شده و به شکل واقعیت افزوده (از پشت دریچه هدست) به میدان دید سرباز اضافه می شود.

حالا که به برخی از استفاده های قدیم و جدید واقعیت افزوده پرداختیم، بیایید نگاهی هم به محدودیت ها و آینده آن داشته باشیم.

محدودیت ها و آینده واقعیت افزوده

واقعیت افزوده هنوز چالش های زیادی در پیش روی خود می بیند. برای مثال، جی پی اس خطایی در حدود ۹ متر دارد و در زیر سقف (فضاهای داخلی) به خوبی فضای باز کار نمی کند، هر چند تکنولوژی شناسایی عکس مکان ها ممکن است در این زمینه کمک کند.

شاید مردم نخواهند برای واقعیت افزوده به تلفن های خود با نمایشگرهای نسبتا کوچک شان اتکا کنند. به این دلیل دستگاه های پوشیدنی شبیه SixthSense یا لنزها و عینک های مجهز به واقعیت افزوده، استفاده راحت تر و میدان دید بازتری را فراهم می کنند و دیگر مساحت نمایشگر، مشکلی نخواهد بود. در آینده نزدیک، شاید حتی بتوانید بازی های استراتژیک زنده (Real-Time) را روی کامپیوتر خود بازی کنید، یا با دعوت یک دوست به خانه، عینک های واقعیت افزوده را به چشم بزنید تا گرافیک های بازی بر روی سطح میز مطالعه تان نمایان شوند.

همان طور که اعتیاد به اینترنت نگران کننده است، اتکای بیش از حد به واقعیت افزوده نیز جای نگرانی دارد و می تواند به این معنا باشد که مردم روزانه فرصت دیدن آن چیزهایی را که درست در مقابل شان قرار دارد، از دست می دهند. اتکا به اپهای آیفون و اندروید به عنوان راهنمای تور گردشگری، حتی اگر امکان ارائه سطحی از تعامل با محتوا را هم داشته باشد، در مقابل تجربه و حضور فردی که در برنامه های کامپیوتری قابل شبیه سازی نیستند، قرار می گیرد. و گاهی یک لوح نوشته دیواری به نمونه مجازی آن که فقط در دسترس عده محدودی از افراد است، برتری دارد.

نگرانی های حریم خصوصی نیز وجود دارند. ترکیب نرم افزار تشخیص چهره با واقعیت افزوده به زودی امکان نشانه رفتن دوربین ها به سمت افراد حتی غریبه و دریافت آنی اطلاعات مربوط به فیسبوک، توییتر، لینکدین و سایر حساب های کاربری آنها را فراهم می کند. با اینکه در بیشتر این سرویس ها مردم آزادانه اطلاعات خود را به اشتراک می گذارند، اما شناخته شدن در جمعی غریبه، آن هم با اطلاعات کامل فردی و پس زمینه زندگی می تواند شوکه کننده باشد.

اما با وجود این نگرانی ها، قابلیت ها مافوق تصور هستند: شما با واقعیت افزوده قادر به یادگرفتن چیزهایی درباره شهرتان خواهید شد، که به کمتر طریق دیگری میسر بودند. افراد فعال در ساخت و ساز قادر به قرار دادن نشانه های مجازی برای محل قرار گیری داکت ها، عبور لوله ها و سیم ها و … دیرینه شناسان قادر به قرار دادن یادداشت های راهنما بر روی تک تک استخوان های یک دایناسور خواهند شد تا همکاران شان به راحتی قادر به استفاده از آنها شوند. کاربردهای نوآورانه ای برای پزشکان و هنرمندان نیز وجود دارد.

آینده واقعیت افزوده به طور مشخص، روشن است. حتی همین الآن هم راه خودش را به تلفن های هوشمند و بازی های ویدیویی پیدا کرده. اما مهم نوآوری های کاربردی است که استفاده از آن برای عموم مردم را خوشایند می کند. بدون این دست نوآوری ها، هیچ یک از تکنولوژی های فراگیر به جایگاه امروزی خود نمی رسیدند.