BÀI TIỂU LUẬN về CÔNG NGHỆ THỰC tế TĂNG CƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI BÀI TIỂU LUẬN VỀ CÔNG NGHỆ THỰC TẾ TĂNG CƯỜNG Họ tên: Nguyễn Minh Đạt MSV:19021013 Lớp: K64M-CLC1 Ngành: Công nghệ kĩ thuật Cơ điện tử CLCTT23 LỜI MỞ ĐẦU Hãy thử tưởng tượng có cơng nghệ mà giúp bạn thấy nhiều người khác, nghe nhiều người khác chí ngửi, chạm, nếm thứ mà người khác Sẽ nầ thứ trước có không gian ảo cso thể đưa vào không gian thực để tương tác Augmented Reality, AR hay thực tế ảo tăng cường công nghệ Bài tiểu luận đưa nhìn tổng quan cơng nghệ AR, tiên tiến so với cơng nghệ tương tự sử dụng giới- Virtual Reality (VR) đồng thời giới thiệu số sản phẩm AR phổ biến MỤC LỤC PHẦN I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THỰC TẾ TĂNG CƯỜNG(AR) 1.Khái niệm 2.Lịch sử phát triển .1 3.Đặc trưng Kiến trúc hệ thống PHẦN II SỰ TIÊN TIẾN CỦA AR SO VỚI VR 1.Về công nghệ .4 a.Phần cứng .4 b.Phần mềm .4 2.Về tính đa dụng PHẦN III MỘT SỐ THIẾT BỊ AR HIỆN NAY .5 1.Thiết bị cầm tay(Handle Devices) .5 2.Hệ thống AR cố định(Stationary AR Systems) 3.Hệ thống SAR không gian(Spatial Augmented Reality Systems) 4.Màn hình hiển thị qua đấu(HMDS) 5.Thấu kính thơng minh(Smart Lense) TÀI LIỆU THAM KHẢO .10 DANH MỤC HÌNH ẢNH, BẢNG, SƠ ĐỒ Hình Tựa game PokemonGo, ví dụ cơng nghệ thực tế ảo[2] Hình Màn hình hiển thị đeo đầu Ivan Sutherland sáng tạo[3] Hình Hệ thống SDK Wikitube[6] Hình Thiết bị cầm tay[7] .5 Hình Hệ thống gương thực tế ảo dùng cửa hàng thời trang[8] Hình Hệ thống SAR cố định[10] Hình Màn hình hiển thị qua đầu[12] Hình Thấu kính thơng minh[14] DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu AR VR SDK HMDs SAR Tiếng Anh Augmented Reality Virtual Reality Software Development Kit Head-mounted Displays Spatial Augmented Reality Tiếng Việt Thực tế tăng cường Thực ảo Bộ phát triển phần mềm Màn hình hiển thị đeo đầu Hệ thống AR không gian PHẦN I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THỰC TẾ TĂNG CƯỜNG(AR) 1.Khái niệm Thực tăng cường (AR) công nghệ cho phép người dùng nhìn nhận mơi trường thực cách trực tiếp hay gián tiếp mà thành phần môi trường tăng cường (hoặc bổ sung) liệu máy tính tạo âm thanh, hình ảnh, GPS, [1] Hình Tựa game PokemonGo, ví dụ cơng nghệ thực tế ảo[2] 2.Lịch sử phát triển Được thử nghiệm thành công lần vào năm 1957 Morton Heilig Đến năm 1968, hình hiển thị đeo vào đầu sáng tạo Ivan Sutherlandnhà khoa học máy tính tiên phong Internet thời kì đầu , nhiên sáng chế thực tế không sử dụng rộng rãi hạn chế công nghệ vào thời kì Hình Màn hình hiển thị đeo đầu Ivan Sutherland sáng tạo[3] Năm 1980, thiết bị máy tính đeo được chế tạo Steve Mann Đến năm 1992 hệ thống AR hoạt động hoàn chỉnh phát triển Louis Rosenberg phòng nghiên cứu USAF Armstrong dù hạn chế tốc độ xử lí đồ họa 3D vào năm đầu thập niên 90 Bước sang kỉ 21 với phát triển vượt bậc cơng nghệ có nhiều phát minh lĩnh vực thực tế tăng cường:”Bruce Thomas phát triển trị chơi ngồi trời thực tế tăng AR tên ARQuake năm 2000 ARTookit(công cụ thiêt kế) sử dụng với Adobe Flash năm 2009 Google mắt beta cho kính Google Class ( dự án b=với thành cơng nhiều phương diện) v năm 2013 Microsoft thông báo hỗ trợ thực tế tăng cường cho mắt kính AR Hololens năm 2015” [4] 3.Đặc trưng Một hệ thống AR có đặc trưng sau: -Kết hợp thực ảo -Tạo tương tác theo thời gian -Thể không gian chiều Kiến trúc hệ thống Một hệ thống AR bao gồm thành phần chính: -Thế giới thực -Các thiết bị phần cứng nhận diện thành phần môi trường -Phần mềm hỗ trợ Thiết bị phần cứng hệ thống AR gồm có: vi xử lí, hình, cảm biến, thiết bị đầu vào, thiết bị điện toán di động smartphone, tablet có chứa camera, cảm biến gia tốc, la bàn, GPS,… “Chìa khóa phần mềm AR làm cách để tích hợp thơng tin tăng cường vào giới thực Mỗi phần mềm AR phải lấy tọa độ giới thực từ hình ảnh camera, tọa độ khơng phụ thuộc vào camera Q trình gọi đăng kí hình ảnh, sử dụng phương pháp khác thị giác máy tính, q trình chia làm bước:  Bước 1: Phát điểm cần quan tâm, đánh dấu chuẩn, dòng quang học hình ảnh thu từ camera  Bước 2: Xây dựng lại giới thực dựa thơng tin thu thập từ bước 1, tính tốn trước số cấu trúc 3D trường hợp dựng cảnh phức tạp Sau bổ sung thêm thông tin cần tăng cường.”[5] Để xây dựng phần mềm cần trình tương đối phức tạp để phát triển nhanh ứng dụng AR số hãng phần mềm cho đời SDK, tiêu biểu số là: Vuforia, Metaio, Mobinet AR, Wikitube,… Hình Hệ thống SDK Wikitube[6] PHẦN II SỰ TIÊN TIẾN CỦA AR SO VỚI VR Dù đời gần thời điểm nhiên tốc độ phát triển VR AR có khác tương đối rõ ràng Do yêu cầu công nghệ AR cao so với VR nên AR cần nhiều thời gian để trưởng thành so với VR, mà công nghệ AR có vượt trội tương đối đáng kể nhiều mặt so với VR 1.Về công nghệ a.Phần cứng AR sở hữu hệ thống phần cứng phức tạp nhiều lần so với VR thiết bị đầu vào, hệ thống phần cứng AR cịn cần sở hữu vi xử lí, cảm biến định vị phức tạp nhắm xác định vị trí người sử dụng thời gian thực b.Phần mềm Hệ thống phần mềm công nghệ AR đánh giá tiên tiến so với VR nhiều mà hệ thống phần mềm VR đơn giản lấy liệu không gian ảo làm sẵn truyền thiết bị đầu cho người sử dụng quan sát cảm nhận hệ thống phần mềm AR cần phải tiếp nhận liệu không gian, vị trí thời gian thực người dùng tái xây dựng lại khơng gian đồng thời bổ sung yếu tố ảo mà người sử dụng muốn vào để người sử dụng cảm nhận, trải nghiệm khơng-thời gian thực 2.Về tính đa dụng Các thiết bị VR mức đơn giản tương đối cồng kềnh đắt tiền, chí sau sử dụng gây tác dụng phụ khơng đáng có có trường hợp ghi nhận sau sử dụng kính VR vài người sử dụng bị chóng mặt, nơn mửa,… với AR smartphone sử dụng thiết bị AR việc sử dụng thiết bị AR không gây tác dụng phụ ghi nhận Thực tế chứng minh công nghệ AR sử dụng nhiều lĩnh vực so với VR, AR trải dài tất lĩnh vực từ kinh tế, y tế, quân sự,… VR chủ yếu sử dụng lĩnh vực giải trí game hay phim ảnh PHẦN III MỘT SỐ THIẾT BỊ AR HIỆN NAY 1.Thiết bị cầm tay(Handle Devices) Hình Thiết bị cầm tay[7] Ngày với bùng nổ thiết bị cầm tay thông minh smartphone máy tính bảng, với việc ngày nhiều cơng nghệ tích hợp vào thiết bị cầm tay hình có độ phân giải lớn, camera, GPS,… tạo điều kiện để công nghệ AR áp dụng sâu rộng vào đời sống, ví dụ tiêu biểu cho việc trải nghiệm AR thiết bị cầm tay tựa game PokemonGo, tựa game di động sử dụng công nghệ AR 2.Hệ thống AR cố định(Stationary AR Systems) Hình Hệ thống gương thực tế ảo dùng cửa hàng thời trang[8] Hệ thống AR cố định thích hợp cho cách hiển thị lớn độ phân giải cao vị trí cố định Không giống thiết bị AR di động, hệ thống khơng chuyển động trang bị hệ thống camera tiên tiến nhận xác người cảnh Hơn nữa, hình hiển thị thường cho thấy hình ảnh thực tế khơng bị ảnh hưởng nhiều ảnh hưởng môi trường ánh sáng mặt trời ánh sáng mờ.[9] 3.Hệ thống SAR khơng gian(Spatial Augmented Reality Systems) Hình Hệ thống SAR cố định[10] Trái ngược với tất hệ thống khác, Hệ thống SAR không gian (Spatial Augmented Reality – SAR) bao gồm nội dung ảo chiếu trực tiếp lên hình ảnh thực tế Các hệ thống SAR thường có tính chất cố định Bất kỳ bề mặt vật lý tường, bàn, bọt, khối gỗ, thể người biến thành hình tương tác Với việc máy chiếu giảm dần kích thước, chi phí, mức tiêu thụ lượng, với tiến chiếu 3D, lên phạm vi hoàn toàn tương tác khả hiển thị Ưu điểm lớn hệ thống SAR chúng cung cấp phản chiếu xác thực tế, thơng tin ảo hình dung với tỷ lệ kích thước thực tế Hơn nữa, nội dung hiển thị cho số lượng lớn người xem, điều cho phép làm việc đồng thời.[11] 4.Màn hình hiển thị qua đấu(HMDS) Hình Màn hình hiển thị qua đầu[12] Màn hình hiển thị đeo qua đầu (HMDs) đại biểu cho phần cứng AR phát triển nhanh HMD bao gồm tai nghe, chẳng hạn mũ, ghép nối với nhiều (vi) hình HMD đặt hình ảnh giới vật lý đối tượng ảo trường nhìn người dùng Nói cách khác, người dùng khơng nhìn thấy trực tiếp thực tế, nhìn thấy hình ảnh video Nếu hình đặt phía trước mắt người sử dụng, gọi HMD mắt (ngược với hệ thống hai mắt, hai mắt xem hình) HMD đại thường có khả sử dụng cảm biến cho sáu mức độ tự (cho phép người dùng di chuyển đầu cách tự phía trước / phía sau, lên / xuống, trái / phải, tung, ngáp cuộn) Điều cho phép hệ thống xếp thông tin ảo đến giới vật lý, điều chỉnh theo chuyển động đầu người dùng.[13] 5.Thấu kính thơng minh(Smart Lense) Hình Thấu kính thơng minh[14] Sự phát triển chắn khơng dừng kính Nghiên cứu phát triển thấu kính thơng minh hiển thị hình ảnh AR Các cơng ty Microsoft Google bận rộn khơi dự án thấu kính thơng minh họ Ý tưởng biến ống kính thơng thường thành hệ thống chức cách tích hợp mạch điều khiển, mạch truyền thơng, ăng-ten thu nhỏ, đèn LED, thành phần quang điện khác Trong tương lai, hàng trăm LED tích hợp sử dụng để tạo thành hình ảnh trực tiếp trước mắt, biến ống kính thành hình Tuy nhiên, trước điều trở thành thực, cần phải khắc phục số thách thức đáng kể, chẳng hạn làm để cấp nguồn lượng cho ống kính, làm để đảm bảo mắt người không bị hư hỏng [15] TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Nguồn tham khảo https://www.stdio.vn/technical-artist/tong-quan-ve-thuc-tai-tang-cuong-augmentedreality-Fg3UA1 Wikipedia https://www.futureeyes.vn/copy-of-tom-tat-lich-su-phat-trien-cua-thuc-te-tang-cuong https://gosmartlog.com/cong-nghe-thuc-te-ao-tang-cuong-ar-trong-logistics-phan-1/ The International Journal of Virtual Reality https://genk.vn/van-ban-moi-he-lo-cho-thay-cac-doanh-trai-quan-doi-canada-da-phai-doipho-voi-dai-hoa-pokemon-go-nhu-the-nao-20200103123523691.chn 2.Danh mục trích dẫn [1],[5],[6]: https://www.stdio.vn/technical-artist/tong-quan-ve-thuc-tai-tang-cuongaugmented-reality-Fg3UA1 [2]: https://genk.vn/van-ban-moi-he-lo-cho-thay-cac-doanh-trai-quan-doi-canada-daphai-doi-pho-voi-dai-hoa-pokemon-go-nhu-the-nao-20200103123523691.chn [3],[4]: The International Journal of Virtual Reality [7],[8],[9],[10],[11],[12],[13],[14],[15]: https://gosmartlog.com/cong-nghe-thuc-te-aotang-cuong-ar-trong-logistics-phan-1/ 10 ... Thực tế tăng cường Thực ảo Bộ phát triển phần mềm Màn hình hiển thị đeo đầu Hệ thống AR không gian PHẦN I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THỰC TẾ TĂNG CƯỜNG(AR) 1.Khái niệm Thực tăng cường (AR) công nghệ. .. gian thực để tương tác Augmented Reality, AR hay thực tế ảo tăng cường cơng nghệ Bài tiểu luận đưa nhìn tổng quan cơng nghệ AR, tiên tiến so với công nghệ tương tự sử dụng giới- Virtual Reality (VR)... phát triển vượt bậc cơng nghệ có nhiều phát minh lĩnh vực thực tế tăng cường: ”Bruce Thomas phát triển trị chơi ngồi trời thực tế tăng AR tên ARQuake năm 2000 ARTookit (công cụ thiêt kế) sử dụng