Liitreaalsus

Liitreaalsus (ka rikastatud reaalsus; inglise keeles augmented reality, lühend AR) on reaalse keskkonna ja virtuaalse keskkonna kombineerimine.

Liitreaalsuse puhul kuvatakse otsepildis reaalse keskkonna "peale" arvuti genereeritud virtuaalsed objektid nii, et kasutajani jõudev pilt on virtuaalse ja reaalse keskkonna kombinatsioon. Keerukamate liitreaalsuse rakenduste puhul on võimalik ümbritsev maailm digitaalselt manipuleeritavaks muuta. Lisaks on võimalik reaalsele maailmale liita 3D-kujutisi, mida on kaamerat liigutades võimalik näha iga nurga alt, justkui oleks tegu füüsilise objektiga reaalses maailmas. Palju tegeletakse tänapäeval seoses nutitelefonide ja tahvelarvutite suure levikuga just mobiilsete liitreaalsuse kontseptsioonil põhinevate rakenduste väljatöötamisega. Põhiliseks eesmärgiks võiks liitreaalsuse puhul pidada virtuaalsete komponentide eristatamatust reaalsetest. Kõige lihtsam näide liitreaalsusest on spordiürituste otseülekannetes väljakutele genereeritud graafika.

Liitreaalsus erineb virtuaalreaalsusest selle poolest, et virtuaalreaalsuse puhul ei liideta reaalset maailma virtuaalsete objektidega, vaid genereeritakse uus maailm, mis ei ole otseselt seotud reaalse maailmaga.

Liitreaalsust kasutatakse tänapäeval meelelahutuses, sõjanduses, disainis, turismis ja paljudes muudes valdkondades. Näiteks saab mööblit enne ostmist vaadata oma koju paigutatult. Nimelt pakub mööblifirma IKEA võimalust veebikaamerat ja arvutit kasutades virtuaalseid 3D-objekte liitreaalsuse abil oma koju kuvada.

Liitreaalsuse ajalugu

Sensorama

• Sensorama – 1962 ehitas Morton Helig simulaatori, mis edastab kasutajale pilti, heli, vibratsiooni ja lõhna. Masin pidi olema tulevikukino prototüüp, kuid projekt ei saanud vajalikku rahalist toetust ja töö peatati. Masin ise on siiani töökorras.
• Tom Caudell, teadlane firmas Boeing, mõtles aastal 1990 välja termini augmented reality ehk liitreaalsus. Termin iseloomustas sel ajal peas kantavat prillide laadset ekraani, mis aitas töölisi juhtmete paigaldamisel lennukitesse. Liitreaalsus oli kohtumispunk virtuaalse ja füüsilise reaalsuse vahel, mis puhul töödel abistav digitaalne informatsioon on segatud reaalse maailmaga.
• Kuni aastani 1999 oli liitreaalsus koguka riistvara ning keeruka tarkvara tõttu ainult teadlaste mängumaa. Kõik muutus, kui Hirokazu Kato avaldas liitreaasusega seotud rakenduste kirjutamiseks mõeldud ARToolKiti, tänu millele on võimalikuks saanud paljud tänased liitreaalsust kasutavad programmid.
• Aastal 2000 demonstreeris Bruce Thomas koos meeskonnaga esimest mobiilset välitingimustes töötavat liitreaalsusel põhinevat mängu ARQuake. Mäng genereeriti reaalse maailma peale ning liikumiseks ei olnud enam vaja kontrollerit, vaid mängija pidi mängides end ise liigutama. Mängijad peavad seljas kandma arvutiga seljakotti. Güroskoop ja GPS määravad mängija asukoha ning peas kantava ekraani ette panemisel avastab mängija end deemonite ja koletiste keskel. Mäng on siiani olemas kõigest prototüübina, tarbijateni pole see jõudnud. Meeskond töötab mängu kallal tänaseni.
• 2008. aastal jõudsid esimesed liitreaalsuse rakendused nutitelefonidesse ja seeläbi ka massidesse. Tasapisi on võimalik ette kujutada ning mingil määral ka kogeda, kuidas liitreaalsus võiks ühel päeval olla meie igapäevaelu asendamatu osa.

Liitreaalsus täna

Virtuaalsed objektid "reaalses maailmas"

Liitreaalsus hakkab üha enam jõudma tavakasutajateni ning on saamas meie igapäevaelu osaks. Tehnoloogia ja tarkvara keerukuse tõttu on tavakasutajani jõudvad rakendused veel küllaltki konarlikud. Tehnoloogia, mis võimaldaks juba täna liitreaalsust selle ideaalilähedaselt kogeda on tavakasutaja jaoks veel kättesaamatu. Selline tehnoloogia on küll olemas, kuid näiteks ülitäpsete GPS seadmete lisamine nutitelefonidesse ajaks tavakasutajatele mõeldud seadmete hinnad väga kõrgeks. Küll aga töötavad mitmed firmad, seal hulgas Google, välja seadmeid, mille hind peaks jääma suhteliselt mõistlikuks.

Tehnoloogia

Põhilisteks liitreaalsuse seadmete komponentideks on protsessor, kuvar, sensorid ja sisendseadmed. Tänapäevased nutitelefonid sisaldavad kiirendusmõõturit, GPS-i, kompassi ja kaamerat, mis teevad neist liitreaalsuse rakendustele sobilikud platvormid.

Kui täna kasutatakse liitreaalsuse kasutajani toomiseks peamiselt arvutiekraani, projektoreid ja nutitelefonide ekraane, siis tulevik lubab uudseid viise informatsiooni vastuvõtmiseks ja töötlemiseks. Näiteks on arenduskäigus mitmed liitreaalsusega prillid ning juba on välja töötatud ekraanidena töötavad kontaktläätsed..

Project Glass prillid on liitreaalsusega prillid

Juba täna on Google'il arenduskäigus Project Glass , mis kujutab endast sisseehitatud arvutiga prille. Informatsioon kuvatakse kasutajale sarnaselt nutitelefonidega ja suhtlus internetiga saab toimuma läbi telefoni, hääle abil. Prillid jõuavad tarkvara arendajateni 2013 alguses ning kasutajateni tõenäoliselt 2013. aasta lõpus või 2014. aasta alguses ning põhinevad Android operatsioonisüsteemil.

Sarnase riistvaraga tegeleb ka firma Vuzix, mis töötab välja seadet Smart Glasses M100. Seadme puhul on tegu nutitelefonide vabakäeseadmega, mis edastab lisaks helile ka pilti. Operatsioonisüsteemil Android põhinev seade peaks võimaldama kuvada kogu infot, mida suudab kuvada nutitelefon. Seade sisaldab muuhulgas GPS-i, kaamerat ning kasutaja vaatesuuna kindlaks tegemiseks mõeldud tehnoloogiat. Rakenduste kasutamiseks on võimalik kasutada nutitelefoni, häälkäske ja žeste.

Lisaks Google'i ja Vuzixi arendatavatele seadmetele on oma prototüübi välja töötanud ka Inglismaa firma TTP. Erinevalt Google'i prillidest, mis lisavad prillidele väikese ekraani, on TTP väljatöötatavate prillide raamidesse paigutatud väike projektor, mis edastab pildi klaasideni, kust visuaalid seejärel silma peegeldatakse. Patendi liitreaalsuse prillidele on teiste hulgas saanud ka Microsoft ning liitreaalsuse valdkonnas on patendi võtnud ka Apple.

Mainimata ei saa kindlasti jätta ka projekti SixthSense, mis kogus tohutult kuulsust 2009 TEDIndia ettekandega. SixthSense on prototüüp, mis koosneb projektorist, peeglist ja kaamerast. Nii projektor kui ka kaamera on ühendatud mobiilse arvutiga ning projektor kuvab informatsiooni seintele ja teistele objektidele. Kaamera tunneb ära kasutaja käeliigutused ning põhiline seadmega suhtlus toimubki žestide abil. Seadme ehitamise maksumus on projekti kodulehe andmetel 350 USA dollarit.

Tarkvara

Näide liitreaalsuse puhul kasutatavast markerist

Liitreaalsuse igapäevaseks mugavaks kasutamiseks on vajalik väga keerukas tarkvara. Informatsiooni kuvamiseks ümbruskonna kohta on hetkel üldiselt veel vajalik GPS-seadme kaudu kasutaja asukohakoordinaatide teatamine seadmele, näiteks nutitelefonile. Odavamate GPS-seadmete ebatäpsuse tõttu on see küllaltki tõsine probleem. Kui kasutaja kõnnib näiteks tänaval ja restorani kohta käiv informatsioon kuvatakse teisel pool teed või kõrval asuva restorani kohta, siis ei ole süsteem veel kaugeltki ideaalne. Täpsemate GPS seadmete kõrge maksumuse tõttu ei ole neid võimalik massiliselt nutitelefonidesse sisse ehitada. Üheks võimalikuks lahenduseks on siinkohal computer vision tarkvara, mis võimaldaks seadmel ümbritsevast aru saada ning koguda infot keskkonnas leiduvate objektide kohta visuaalselt saadud informatsiooni põhjal. Kahjuks ei ole selline tarkvara veel piisavalt kõrgel tasemel reaalajas kasutamiseks.

Põhiliselt on tänapäeval kasutusel markeritel põhinevad süsteemid, mis põhinevad samuti computer vision tehnoloogial ning mille puhul tunneb arvuti ära füüsilised markerid ning genereerib lisatava objekti olenevalt markeri asukohast ruumis.

Rakendused

Liitreaalsusel on väga palju rakendusvaldkondi. Selle võimalusi saab ära kasutada kõikjal alustades sotsiaalvõrgustikest kuni sõjanduseni. Juba täna on liitreaalsus küllaltki laias kasutuses, kõrgklassilist liitreaalsuse tehnoloogiat kasutatakse palju sõjaväelistel ja muudel simulatsioonidel. Liitreaalsust kasutatakse muuhulgas veel ka näiteks arhitektuuris, kus on võimalik näha ehitist enne selle valmimist.

Näiteid tavakasutajale olemasolevatest rakendustest

Wikitude brauser

Ingress on Google'i arendatav liitreaalsusel põhinev mäng. Kaheks jaotunud mängijaskond "võitleb" reaalses maailmas virtuaalsete portaalide üle, mis on nähtavad ainult mängu tarkvaras. Kiiresti populaarsust koguv mäng toimub kahe meeskonna vahel üle maailma, praegu on käimas suletud testperiood. Ka Eestis on palju inimesi, kes mängus kaasa löövad.

Junaio on liitreaalsuse brauser, mis on välja töötatud mobiilsete seadmete jaoks. Brauser võimaldab kaamera ja ekraani abil näha trükitud meedias digitaalset informatsiooni, näiteks 3D-kujutisi. Samuti on võimalik ise maailmale digitaalset informatsiooni lisada. Junaio kuvab ekraanile infot ka kasutajat ümbritseva maailma kohta.

Layar on samuti mobiilsetele seadmetele disainitud liitreaalsuse brauser. Layar võimaldab reaalsele maailmale kihiti peale lisada digitaalset informatsiooni ning seda hiljem brauseri abil lugeda.

Liitreaalsuse tulevik

Suurkorporatsioonide huvi tõttu liitreaalsuse võimaluste vastu on lähiajal oodata tormilist arengut teemaga seotud tehnoloogia- ja tarkvaravaldkondades. Tegu on tehnoloogiaga, mille võimalused võivad lähitulevikus meie igapäevaelus põhjalikke muutusi läbi viia. Näiteks võib juba mitte väga kauges tulevikus olla võimalik võõrkeelt kõnelevate inimeste kõnele reaalajas subtiitreid näidata. Seoses Google Glass tüüpi seadmete levikuga ja suurkorporatsioonide huviga teema vastu, võib liitreaalsus avada omakorda tee ajuvõngete või silmadega arvuti juhtimise arendamisele. Arvutite oskus visuaalset informatsiooni tõlgendada võib viia arvutiprogrammide arenduse täiesti uuele tasemele ning sellega seoses võivad teoreetiliselt mingil hetkel reaalsuseks saada näiteks robotitest koduabilised. Uusi võimalusi on palju ning igaüks neist loob omakorda teeraja uute tehnoloogiate ja tarkvara väljatöötamiseks. Seni veel vähe levinud teema võib väga suurel osal kujundada järgmise generatsiooni arvuteid.

Vaata ka

• Rahvusvaheline geodeetiliste koordinaatide süsteem