Bên cạnh đó, AR có thể được phát triển thông qua việc sử dụng, liên đới đến các công nghệ phát triển sáng tạo khác nhạu như: cử chỉcủa con người với máy tính, điện thoại di động, các côn
Trang 3CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT VỀ AUGMENTED
? -1.1.1 AR là
gì? -1.1.2.Điểm khác biệt giữa AR và
VR -Thực tế tăng cường (AR) và VR -Thực tế ảo (AR) tạo ra một cầu nối giữa thế giới hư cấu và thực tế Trong khi AR giúp thiết bị của bạn thực hiện các hoạt động hàng ngày như tìm kiếm thông tin, trò chơi vàmua sắm, thì VR đưa bạn đến một thế giới hư cấu không có liên kết với thế giới thực, chẳng hạn như mộthành tinh xa trái đất. -
1.1.3 Công nghệ thực tế ảo tăng cường AR là
gì? -1.2 LƯỢC SỬ CỦA AUGMENTED REALITY
: -1.3 NGUYÊNLÝHOẠT ĐỘNGCỦACÔNG NGHỆTHỰCTẾ ẢO TĂNG CƯỜNG
AR: -CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ AUGMENTED REALITY TRONG CUỘC
Trang 4LIỆU -LỜI GIỚI THIỆU
Ngày nay, các tiến bộ công nghệ có ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống và hành vi của con người Tăng cường thực tại (AR) được khám phá từ nền công nghiệp cho đến các công nghệ hiện đại Nó có thể được định nghĩa như sự tăng cường tính nổi – hiểu biết của thực tế, qua đó thế giới thực sẽ rõ ràng hơn đối với con người Thông qua sự tính toán, máy móc tạo ra nội dung được kết nối với các địa điểm hoặc sự kiện cụ thể Nói cách khác, AR cho phép các nội dung kỹ thuật số dễ dàng chồng và trộn lẫn vào thế giới quan trước mắt con người
AR cũng được mô tả như một trong những công nghệ có thể phát triển một “thế hệ tiếp theo, thực tế dựa trên giao diện” Ngoài ra, nó được phân biệt bởi sự đẩy mạnh nghiên cứu của các trung tâm thử nghiệm trên toàn thế giới, sử dụng trong các lĩnh vựckhác nhau và trong nhiều thị trường tiêu dùng Ngày nay với sự xuất hiện phổ biến củadòng điện thoại thông minh và các trình duyệt AR, chúng ta bắt đầu chấp nhận sự khácnhau và cực kỳ thú vị trong giao tiếp người – máy tính Mặc dù thực tế AR đạt được sựquan tâm nghiên cứu và chú ý gần đây, nhưng ý nghĩa khác nhau của AR thì được gắn với nội dung đề tài của nhà nghiên cứu Bên cạnh đó, AR có thể được phát triển thông qua việc sử dụng, liên đới đến các công nghệ phát triển sáng tạo khác nhạu như: cử chỉcủa con người với máy tính, điện thoại di động, các công nghệ nhập vai.
Trong những năm qua, các ứng dụng AR đã trở nên linh hoạt có thể sử dụng trên điện thoại di động Ngoài ra, ứng dụng AR đã trở thành một trong những phương tiện truyền thông (ví dụ như: tin tức, các phương tiện giải trí và thể thao) Gần đây, ứngdụng AR được sử dụng nhiều trong lĩnh vực thương mại điện tử, du lịch Bên cạnh đó, nó trở thành một phần rất quan trọng của lĩnh vực ứng dụng thực tế ảo (VR) AR có lợi thế hơn rất nhiều so với VR truyền thống Một trong những lợi thế rõ ràng nhất của AR đó là cho cảm giác thực hơn, tính tương tác tốt hơn bởi vì AR đặt trọng tâm vào việc tích hợp giữa môi trường ảo và thế giới thực
Bài viết này trình bày một khảo sát các giai đoạn của lĩnh vực công nghệ ứng dụng AR Mục đích của bài viết là cung cấp sự hiểu biết về hiện tại và tương lai trong lĩnh vực công nghệ ứng dụng mới này Phần còn lại của bài viết gồm: Phần 1: Cơ sở lí thuyết về AR, Phần 2: Các ứng dụng khác nhau của AR trong đời sống, Phần 3: Tóm tắt những thách thực hiện tại của AR, Phần 4: Xu hướng tương lai của AR và Phần 5: Kết luận.
Trang 5CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT VỀ AUGMENTED REALITY1.1.Công nghệ thực tế ảo tăng cường là gì?
1.1.1 AR là gì?
Theo trang web wikipedia,công nghệ thực tế tăng cường (Augmented Reality- AR) là góc nhìn trực tiếp hoặc gián tiếp về môi trường vật lý thực tế nơi mà các yếu tố được tăng cường bởi thông tin nhận thức do máy tính tạo ra, dựa trên nhiều phương thức cảm quan như mắt, tay AR chủ yếu tập trung vào việc kết hợp giữa thế giới thật với thông tin ảo, không tách rời người dùng ra một không gian riêng như thực tế ảo.
1.1.2.Điểm khác biệt giữa AR và VR
Thực tế tăng cường (AR) và Thực tế ảo (AR) tạo ra một cầu nối giữa thế giới ảo và thực tế Trong khi công nghệ AR giúp thiết bị của người dùng thực hiệncác hoạt động như tra cứu thông tin, chơi trò chơi và mua sắm, thì VR đưa ngườidùng đến một thế giới gần như hoàn toàn ảo không có mối liên kết với thế giới thực.
AR và VR được kết hợp với nhau để tạo ra trải nghiệm thu hút hơn hướng người dùng đến thế giới ảo bằng cách đưa người dùng đến chiều tương tác mới giữa không gian thực và thế giới ảo.
Một số khác biệt nổi bật ta có thể được nhận thấy như:
Trang 6- AR mở rộng các khung cảnh ảo trong thế giới thực trong khi VR lại tạo ra cáctình huống ảo hoàn toàn là nhập vai.
- Đối với AR, không cần tai nghe, ngược lại với VR, người dùng cần phải có thiếtbị tai nghe, đôi khi cả găng tay.
- Chỉ 25% AR là ảo trong khi đó thì VR chiếm 75% là ảo và chỉ 25% là thực tế.- AR giúp người sử dụng hòa nhập với thế giới thực còn VR sẽ hoàn toàn cô lập
người dùng bằng cách đưa họ đến một thế giới không có thực.
1.1.3 Công nghệ thực tế ảo tăng cường AR là gì?
Thực tế ảo tăng cường (Augmented Reality – AR) là một xu hướng công nghệ mới đã và đang được phát triển trên nền tảng công nghệ thực tế ảo (Virtual Reality-VR) Hiện nay, nó đã trở nên cực kỳ phổ biến vì đã có mặt trên tất cả các thiết bị điện tử, đặc biệt là smartphone thứ mà ai cũng có trong thời kỳ công nghệ 4.0
So với công nghệ thực tế ảo thì thực tế ảo tăng cường hỗ trợ thêm thành phần kỹ thuật số tương tác Vì vậy, người dùng có thể kích hoạt camera trên điện thoại để xem thế giới thực xung quanh mình qua màn hình và tương tác với các vật thể 3D… Công nghệ này cho phép những sự vật, hiện tượng mô phỏng theo dạng 3D hiện hữu trong môi trường thực tế, không gian thực qua màn hình máy tính hoặc điện thoại Ngoài ra, thực tế công nghệ AR còn hỗ trợ thêm âm thanh, đồ họa, videotape,… với mục đích mang đến cảm giác chân thực nhất và sinh động nhất cho người dùng.
Thực tế ảo tăng cường AR không đòi hỏi bạn phải nhạp vai hoàn toàn vào thế giới ảo như thực tế ảo VR Công nghệ này cho phép người dùng tương tác trực tiếp vớithế giới thực xung quanh họ.
Trang 71.2 LƯỢC SỬ CỦA STOKED REALITY :
Thuật ngữ AR ra đời và xuất hiện lần đầu vào năm 1950 khi 1 người quay phim có tên Morton Heilig tin rằng điện ảnh là một nghệ thuật mà khán giả xem có khả năng tương tác với bộ phim đang được phát trên màn hình Đến năm 1962, ông đã bắt đầu phát triển ý tưởng đó, vào năm 1955 ông gọi là “Điện ảnh của tương lai” có tên Sensorama, nó tồn tại trước khi máy tính kỹ thuật số ra đời Sau đó, Ivan Sutherland nghĩ ra một thiết bị đội trên đầu với ý tưởng giúp hiển thị các thông tin của những vật thể trước mắt vào năm 1966 Đến năm 1968, ông đã phát triển bản nguyên mẫu làm việc của hệ thống AR đầu tiên Sau đó Myron Krueger vào năm 1975 thành lập 1 phòng thí nghiệm thực tế nhân tạo được gọi là phòng videotape Đó là khu vực cho phép người sử dụng dễ dàng trải nghiệm với các yếu tố ảo lần đầu tiên.
Hình 1 Sự liên tiếp của thực tế ảo – [1]
Vào đầu những năm 1990, công nghệ thực tế apr đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu Năm 1997, Ronald Azuma khảo sát và đã viết 1 bài khảo sát về AR, ông định nghĩa AR nghĩa là ghép thực và ảo thành một và được ghi lại trong không gian 3D được tương tác trong thời gian thực Năm 2000, Bruce Thomas đã tạo ra trò chơi giải trí với AR trên thiết bị di động đầu tiên và giới thiệu trong Hội nghị chuyên đề quốc tế về Wearable Computers Năm 2007, các ứng dụng trong lĩnh vực ý tế mới bắt đầu được phát triển Sau đó, rất nhiều ứng dụng sử dụng công nghệ AR được thiết kế và ra đời, nổi bật trong số đó là ứng dụng Wikitude AR Travel Guide được tạo ra vào năm 2008 Cũng trong năm 2008, Gartner Inc đã dự đoán AR sẽ là một trong 10 công nghệ khó làm ứng dụng nhất trong giai đoạn 2008- 2012 Ngoài ra, trong tương lai có thể thấy rõ AR không chỉ phát triển các ứng dụng đơn thuần mà còn phát triển mạnh trong các lĩnh vực thương mại, y tế,mạng xã hội, trò chơi, giáo dục, sức khỏe…
Trang 8Hình 2 Lược sử công nghệ Augmented Reality.
1.3 Nguyên lý hoạt động của công nghệ thực tế ảo tăng cường AR:
AR tạo ra mối liên kết giữa thế giới thực và ảo Điều này được thực hiện dựa trên quá trình phân tích gồm có 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Thông qua camera, công nghệ AR sẽ thu lại hình ảnh từ không gian thật và tiến hành phân tách chúng bằng cách: xác định điểm dẫn (IP), dấu chuẩn (FM), luồng quang (OF).
Giai đoạn 2: Mô phỏng lại hệ tọa độ không gian thật vừa phân tách vừa đặt những vật thể 3D vào trong đó.
Trang 9Chương 2: ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ AUGMENTED REALITY TRONG CUỘC SỐNG
2.1.Ứng dụng trong y tế:
Công nghệ thực tế ảo tăng cường đã hỗ trợ các bác sĩ trong quá trình tìm hiểu và thu thập thông tin, dữ liệu quan trọng của thiết bị y tế Dựa trên những mô hình 3D thu được các bác sĩ sẽ phân tích bệnh án dễ dàng hơn, nhanh chóng hơn.
Sự phố biến của công nghệ này có qui mô dần rộng rãi hơn bao giờ hết bởi sự phát triển và hỗ trợ mạnh mẽ đến từ các thiết bị thông minh với các cảm ứng, cảm biếnvà camera tối ưu hóa Các bộ cảm ứng cho phép cung cấp thông tin 1 cách chính xác trên từng môi trường từng ngữ cảnh tương ứng Nó sẽ cho phép các chuyên gia, các y bác sĩ thu thập thông tin dữ liệu để phân tích và xác định phương pháp và tiến trình chăm sóc sức khỏe cho người bệnh khoa học, hợp lý
Hình 6 là 1 ứng dụng sử dụng công nghệ AR trong lĩnh vực y tế, các thông tin về giải phẫu được cung cấp qua một cuốn sách có khả năng biểu diễn hình ảnh tương ứng trước màn hình.
Hình 6 Học giải phẫu bằng công nghệ AR
Trang 10Một ứng dụng khác ở Hình 7 cũng sử dụng công nghệ AR hỗ trợ các thông tinquan trọng cần thiết trong quá trình phẫu thuật, chuyên gia sẽ nhìn thấy các mô, các tế bào, bộ phận bên trong các cơ thể của bệnh nhân thông qua kính đeo:
Hình 7 Giải phẫu nhờ hỗ trợ của ứng dụng công nghệ AR
Ở hình 8 cũng là một ứng dụng đang được sử dụng khá rộng rãi có tên DoctorMole, nó được dùng để phân tích sắc tố da trên cơ thể con người để từ đó có thể phát hiện ra bệnh mà người đó đang mắc phải
Hình 8 Ứng dụng Doctor Mole
Trang 112.2.Ứng dụng trong giáo dục và đào tạo:
Tại các quốc gia phát triển cùng với nền khoa học công nghệ tiên tiến, thực tế ảo tăng cường đã và đang được ứng dụng với qui mô rộng rãi trong việc giảng dạy và học tập Công nghệ này có khả năng tái hiện chân thực những mô hình có liên quan đến: bộ phận của con người,máy móc,các chi tiết cơ khí,các tế bào thực vật,…hay bất kỳ thứ gì vào trong không gian thực.
Người sử dụng chỉ cần dùng các thiết bị thông minh hiện đại như: kính thông minh AR, tai nghe AR, màn hình lớn,…, để tiếp cận với mô hình So với phương pháp dạy và học truyền thống, công nghệ thực tế ảo tăng cường AR giúp quá trình giảng dạyvà học tập trở nên toàn diện, thu hút, tăng thêm sự thích thú cho giảng viên cũng như người học.
2.2.1 Sách điện tử:
Một ứng dụng sử dụng công nghệ AR hỗ trợ cho việc học cơ khí dựa trên côngnghệ tăng cường AR đã được đưa vào và áp dụng tại một trường đại học ở Tây Ban Nha Sách công nghệ (Augmented Book) thông qua thiết bị sẽ nhìn thấy mô hình của các chiếc ốc vít, bu-lon như trong hình 9.
Hình 9 Augmented book2.2.2 Giáo dục tiểu học:
FETCH! LUNCH RUSH một ứng dụng của công nghệ thực tế ảo tăng cường hỗ trợ trong việc tính toán của các học sinh tiểu học Ứng dụng này sử dụng camera
Trang 12của điện thoại thông minh sẽ lấy các hình ảnh 3D từ thế giới thực, sau đó dựa vào tính toán cộng hoặc trừ sẽ cho ra kết quả Minh họa ứng dụng trong hình 10.
Hình 10 Ứng dụng FETCH! Lunch rush
2.3 Ứng dụng trong thương mại:
Tiếp đến là một sản phẩm do IBM phát triển,như hình bên dưới đó là hỗ trợ người tiêu dùng và nhà bán hàng trong việc mua bán hàng hóa tại các cửa hàng siêu thịthông qua 1 ứng dụng sử dụng công nghệ AR, các thông tin có liên quan đến sản phẩmđược hiển thị trên màn hình thiết bị Hình 11 mô tả ứng dụng đang được nghiên cứu của IBM về hiển thị thông tin của sản phẩm hàng hóa sử dụng công nghệ AR
Hình 11 Ứng dụng từ nghiên cứu của IBM
Ngày nay, các phiếu khuyến mãi (voucher/coupon) di động đang trở thành xu hướng tất yếu khách quan hướng đến các đối tượng khách hàng khác nhau Chẳng hạn như trong trường hợp khách hàng đến các cửa hàng bán lẻ mua sắm hàng hóa đồng
Trang 13thời ngay lúc đó các phiếu khuyến mãi hiện có trong cửa hàng được chuyển trực tiếp đến thiết bị di động của khách hàng và hiển thị trên màn hình Vì vậy với đà phát triển của AR, người sử dụng ngày càng có khả năng tiếp cận các thông tin dịch vụ thương mại xung quanh họ, từ đó giúp cho họ đưa ra quyết định sử dụng thông tin nào ở một địa điểm nào Điều này được mô tả trong hình 12
Hình 12 Mobile coupon
Ở một khía cạnh khác trong lĩnh vực thương mại kinh doanh các sản phẩm quần áo thời trang, các ứng dụng e-commerce được xem như một ứng dụng mang nhiều lợi ích nhất khi sử dụng công nghệ thực tế ảo tăng cường Đặc biệt, trong các cửa hàng chuyên bán quần áo, các ứng dụng như vậy sẽ hỗ trợ người tiêu dùng dự đoán được kích cỡ phù hợp, màu sắc của các loại quần áo đó có tương thích với vóc dáng của họ hay không, thậm chí nó còn có thể dựa trên khuôn mặt của khách tiêu dùng để đưa ra những gợi ý hay đề xuất các kiểu quần áo phù hợp mà cửa hàng đang bày bán Chúng được mô tả như hình 13
Trang 14Hình 13 Sử dụng Marker để xem trước sản phẩm
2.4 Ứng dụng trong giải trí:
Các ứng dụng giải trí có sử dụng công nghệ AR đã có mặt trên thế giới từ khi smartphone trở nên thịnh hành Một số trò chơi như: Pokemon Go(2016), Beat Saber(2018),…
Màn hình bên dưới mô phỏng trò chơi (AR Invaders: trên nền tảng iOS, Android, hình 16) trên điện thoại di động có sử dụng AR: giải cứu hành tinh khỏi các thế lực xâm chiếm ngoài Trái Đất Màn hình điện thoại trở thành cửa sổ hiển thị các đối tượng, các thông tin để người chơi tương tác khi chơi game
Hình 16 Trò chơi AR Invaders
cho ra hàng loạt các hoạt động quảng cáo gây ấn tượng và thú vị Đặc biệt là thông qua các filter ứng dụng công nghệ AR để tái hiện những khung cảnh giả lập chỉ có trong phim Với mục đích tăng thêm sự sống động cho trải nghiệm, Netflix đã tích hợp thêm nhiều trò chơi, vừa phục vụ nhu cầu giải trí của người dùng vừa thành công hé lộ về nhiều tình tiết hấp dẫn trong bộ phim
Hình 17 Game AR của Netflix
Trang 152.5 Ứng dụng trong thiết kế, xây dựng:
2.5.1: Thiết kế máy móc:
Thiết kế máy móc bằng công nghệ thực tế ảo tăng cường hiện đang rất được quan tâm ưa chuộng phát triển Nhưng ứng dụng này chủ yếu tập trung vào 1 số thiết bị máy móc nhất định Do vậy việc thiết kế dữ liệu liên quan đến công nghệ AR còn hạn chế Trong tương lai, hi vọng AR có thể trở thành 1 phần bổ sung quan trọng trongthiết kế và sản xuất hệ thống thiết bị máy móc Ứng dụng này có mục đích là giúp các nhà thiết kế có thể tạo ra những con robot di động có độ đáng tin cậy cao hơn Lượng thông tin dữ liệu thiết kế sẽ giúp cho các nhà sản xuất điều chỉnh lại sản phẩm 1 cách tốt hơn trong trường hợp gặp lỗi trong quá trình thiết kế Kiến thức đó luôn được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu của các nhà sản xuất, Hình 17 cho ta thấy quá trình xây dựng và lưu trữ thông tin của sản phẩm thông qua ứng dụng có dùng công nghệ thực tế ảo tăng cường AR
Hình 17 Hình (a),(b) xem thông tin từ cơ sở dữ liệu; (c) Xem hướng dẫn hoặc các thủ tục liên quan đến quá trình thiết kế.
2.5.2 Thiết kế nội thất:
Nếu như có những ứng dụng công nghệ tốt hỗ trợ về việc thiết kế nội thất thì chúng sẽ có thể giúp chúng ta sắp xếp, thiết kế lại căn phòng của mình theo ý muốn