Η Επαυξημένη Πραγματικότητα (AR) βρίσκεται στο επίκεντρο του επιστημονικού ενδιαφέροντος καθώς συνδυάζει τον πραγματικό κόσμο με πρόσθετο ψηφιακό περιεχόμενο για να βελτιώσει την εμπειρία του χρήστη και να δημιουργήσει πιο καθηλωτικές λύσεις. Σε αυτό το άρθρο θα περάσουμε από τη διαδικασία ανάπτυξης μιας εφαρμογής AR για κινητές συσκευές, η οποία αξιοποιεί τις δυνατότητες του Cloud για την κοινή χρήση εμπειριών AR σε πολλαπλές πλατφόρμες, ενώ χρησιμοποιεί εργαλεία ανάπτυξης πολλαπλών πλατφορμών με ένα ενιαίο κώδικα για τα δύο λειτουργικά συστήματα κινητών (Android, iOS).

Επαυξημένη πραγματικότητα

Η σημασία του Mobile AR έγκειται στην ικανότητά του να μεταμορφώνει την εμπειρία μας με τον πραγματικό κόσμο μέσω smartphone. Με την επικάλυψη ψηφιακών πληροφοριών σε φυσικά αντικείμενα, το κινητό AR ξεκλειδώνει έναν νέο τρόπο μάθησης, αγοράς και αλληλεπίδρασης με το καθημερινό περιβάλλον. Αυτή η ευρεία προσβασιμότητα, χάρη στις υπάρχουσες συσκευές, το καθιστά ένα ισχυρό εργαλείο για τις επιχειρήσεις και ένα παιχνίδι που αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε και αλληλεπιδρούμε με τον κόσμο γύρω μας.

Ένας σημαντικός όρος στην ορολογία της AR είναι τα AR Anchors που λειτουργούν σαν ψηφιακοί σύνδεσμοι στον πραγματικό κόσμο. Φανταστείτε να κατευθύνετε την κάμερα του τηλεφώνου σας σε ένα σημείο στο πάτωμα και να τοποθετείτε εκεί ένα εικονικό αντικείμενο. Ένα AR anchor θυμάται αυτή τη συγκεκριμένη τοποθεσία και διασφαλίζει ότι το εικονικό αντικείμενο παραμένει στη θέση του, ακόμα και όταν κινείστε γύρω. Αυτό κρατά τον εικονικό κόσμο ευθυγραμμισμένο με τον πραγματικό, δημιουργώντας μια καθηλωτική εμπειρία AR.

(Πηγή: Google AR Core)

Το Cloud AR είναι το κομμάτι που λείπει και ξεκλειδώνει το πλήρες δυναμικό της κινητής AR. Φανταστείτε έναν κόσμο όπου οι εμπειρίες AR δεν περιορίζονται στη συσκευή σας, αλλά παραμένουν στο περιβάλλον αυτό καθαυτό. Το Cloud AR λειτουργεί σαν κοινός εγκέφαλος για την AR, αποθηκεύοντας και επεξεργάζοντας δεδομένα για τη δημιουργία επίμονων, πολλαπλών χρηστών εμπειριών. Αυτό ανοίγει το δρόμο για καινοτόμες εφαρμογές σε τομείς όπως η εκπαίδευση, η συνεργασία και η πλοήγηση, μεταμορφώνοντας τελικά τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούμε με τον φυσικό κόσμο μέσω της τεχνολογίας.

(Source: Google AR Core)

Λειτουργίες Τοποθέτησης Anchor

Για να κατανοήσουμε καλύτερα τη ροή των εφαρμογών Cloud AR, πρέπει να ορίσουμε δύο λειτουργίες AR: τη ροή Τοποθέτησης Anchor και τη ροή Επίλυσης Anchor. Στη ροή Τοποθέτησης θα ξεκινήσουμε μια συνεδρία AR με δυνατότητα cloud (χρησιμοποιώντας μία από τις βιβλιοθήκες ανάπτυξης Cloud AR: Unity AR Foundation, ARCore, ARKit, Vuforia) και θα πραγματοποιήσουμε μια καλή σάρωση της περιοχής. Στη συνέχεια, αφού επιλέξουμε μια θέση για την προσάρτηση του Anchor μας, θα εκτελέσουμε τη διαδικασία ανάρτησης αυτού του Anchor. Στη ροή Επίλυσης θα χρησιμοποιήσουμε τα Anchor IDs που δημιουργήθηκαν από τη διαδικασία ανάρτησης Anchor για να επιλύσουμε τα anchors με μια διαφορετική συσκευή που κοιτάζει το ίδιο σημείο.

Anchor vs Anchor Περιεχόμενο

Όπως περιγράφηκε νωρίτερα, τα Anchors είναι θέσεις στον πραγματικό κόσμο στις οποίες μπορεί να προσαρτηθεί εικονικό περιεχόμενο. Πρέπει να είναι σαφές όμως ότι τα Anchors είναι διαφορετικές οντότητες από το περιεχόμενό τους. Το μοντέλο δεδομένων ενός Anchor περιέχει (εκτός από το Anchor Point Cloud που το τοποθετεί στη μπροστινή σκηνή) τις συντεταγμένες του Anchor στην τρέχουσα συνεδρία AR. Αυτό διαφέρει από το περιεχόμενο που εμφανίζεται στον χρήστη. Το Anchor περιέχει μόνο πληροφορίες σχετικά με την τοποθεσία στη σκηνή.

Anchor ως Σημείο Ενδιαφέροντος

Η προαναφερθείσα σύγκριση υποδηλώνει ότι ένα AR Cloud Anchor μπορεί να λειτουργήσει ως σημείο ενδιαφέροντος ικανό να εμφανίζει διάφορο δυναμικό περιεχόμενο. Αυτό το περιεχόμενο μπορεί όχι μόνο να διαφέρει ανάλογα με τον χρήστη, αλλά η σχετική του τοποθεσία μπορεί επίσης να διαφέρει. Για παράδειγμα, ένα AR Cloud Anchor θα μπορούσε να τοποθετηθεί στο κέντρο του δωματίου, ενώ το Περιεχόμενο του Anchor θα μπορούσε να εμφανιστεί ένα μέτρο δεξιά σε σχέση με τη θέση του AR Cloud Anchor. Επιπλέον, πολλαπλά αντικείμενα (όπως 3D μοντέλα) μπορούν να συνδεθούν με βάση τη θέση ενός μόνο Cloud Anchor και να προσανατολιστούν σε σχέση με αυτό το Anchor.

Αυτή η διαδικασία έχει τα πλεονεκτήματα ότι απαιτεί μόνο ένα Anchor για να τοποθετηθεί και στη συνέχεια να επιλυθεί, με αποτέλεσμα όχι μόνο ταχύτερους χρόνους επίλυσης αλλά και μειωμένη επεξεργαστική ισχύ και, κατά συνέπεια, μειωμένη κατανάλωση μπαταρίας, μειωμένη κυκλοφορία δεδομένων στο δίκτυο και απλούστερη συντήρηση από τους διαχειριστές συστήματος.

Ένα ζωντανό παράδειγμα της προτεινόμενης Αρχιτεκτονικής: Η Πρωτότυπη Εφαρμογή euPOLIS

Η Αρχιτεκτονική Σημείου Ενδιαφέροντος εφαρμόστηκε αρχικά στην ανάπτυξη μιας πρωτότυπης εφαρμογής για το Πρόγραμμα euPOLIS. Αυτή η Λύση με Βάση τη Φύση έχει ως στόχο να παρακινήσει τους πολίτες να αυξήσουν τη φυσική τους δραστηριότητα παρακολουθώντας τους μέσω φορετών συσκευών και προτρέποντάς τους να επισκεφθούν ειδικά αναπτυγμένα έξυπνα pocket-parks σε διάφορες πόλεις της ΕΕ.

Η πρωτότυπη εφαρμογή παρέχει στους επισκέπτες του πάρκου πληροφορίες σχετικά με την καταγεγραμμένη φυσική τους δραστηριότητα, όπως Πίνακες Κατάταξης Δραστηριότητας και Εμβλήματα (σε σύγκριση με άλλους επισκέπτες). Επιπλέον, παρουσιάζονται πληροφορίες για τον καιρό (θερμοκρασία, υγρασία) στο σημείο μαζί με ενδείξεις για διάφορα αξιοθέατα του πάρκου. Αυτές οι πολύτιμες απεικονίσεις εμφανίζονται στον χρήστη ως 3D περιεχόμενο AR σε προκαθορισμένες τοποθεσίες, αξιοποιώντας τα AR Cloud Anchors και ακολουθώντας την Αρχιτεκτονική Σημείου Ενδιαφέροντος.

Ένα παράδειγμα του 3D AR Περιεχομένου κατά τη φάση ανάπτυξης του πρωτοτύπου. Η διαδικασία ανάπτυξης του πρωτοτύπου περιλήφθηκε στα πρακτικά του Εργαστηρίου EHPWAS και παρουσιάστηκε στο Συνέδριο WiMOB το 2022 στη Θεσσαλονίκη, Ελλάδα.

Συμπέρασμα

Η Κινητή Επαυξημένη Πραγματικότητα (AR) δίνει τη δυνατότητα στους προγραμματιστές να δημιουργήσουν συναρπαστικές εμπειρίες που ξεπερνούν τα όρια των συσκευών (σε διάφορες πλατφόρμες). Ωστόσο, η οργάνωση των οντοτήτων AR, των δεδομένων και των μοντέλων παίζει καθοριστικό ρόλο στον καθορισμό της επιτυχίας και της λειτουργικότητας μιας εφαρμογής AR. Αυτό το άρθρο προτείνει μια νέα Αρχιτεκτονική Επαυξημένης Πραγματικότητας στο Cloud που αντιμετωπίζει την πρόκληση της διαχείρισης πολλαπλών AR Cloud Anchors σε ένα μόνο περιβάλλον. Επιλύοντας μόνο ένα Cloud Anchor και εμφανίζοντας προγραμματισμένα ένα μεγάλο ποσό σχετικού περιεχομένου AR, αυτή η αρχιτεκτονική απλοποιεί τη διαδικασία ανάπτυξης και βελτιώνει την εμπειρία χρήστη.

Επιστημονικές Αναφορές:

Koulouris, Dionysios, Andreas Menychtas, and Ilias Maglogiannis. “Augmented Reality for Indoor Localization and Navigation: The Case of UNIPI AR Experience.” International Conference on Computer Analysis of Images and Patterns. Cham: Springer Nature Switzerland, 2023.

Koulouris, Dionysios, et al. “Utilizing AR and Hybrid Cloud-Edge Platforms for Improving Accessibility in Exhibition Areas.” IFIP International Conference on Artificial Intelligence Applications and Innovations. Cham: Springer Nature Switzerland, 2023.

Koulouris, Dionysios, et al. “Integrating AR and IoT services into mHealth applications for promoting wellbeing.” 2022 18th International Conference on Wireless and Mobile Computing, Networking and Communications (WiMob). IEEE, 2022.

Comments are closed.