Дополненная Реальность: возможности применения для поддержки полного жизненного цикла изделия Избранное

02 Апрель 2017

Содержание

Раздел 1 - Виртуальная и дополненная реальности

Дополненная Реальность (Augmented Reality, AR) – визуализация виртуальных объектов в поле восприятия и воспроизведение в этом же поле дополнительной информации, относящейся к наблюдаемым в поле восприятия реальным и виртуальным объектам. Главной целью применения Дополненной Реальности является предоставление наблюдающему дополнительной визуально-регистрируемой информации об окружающих его и находящихся в поле восприятия реальных объектах.  Технически применение AR основано на использовании индивидуальных средств просмотра окружающей действительности, например, трансляция поля восприятия на экране мобильного устройства (просмотр картинки, передаваемой тыловой камерой смартфона или планшета), просмотр on-lineTV-трансляции, использование шлемов и очков дополненной реальности. AR при использовании устройств такого типа проявляется в наложении на транслируемую устройством «живую картинку» дополнительных изображений виртуальных 3D-объектов с сохранением изменений этих виртуальных 3D-объектов при любом изменении «живой картинки» таким образом, чтобы имитировать «присутствие» виртуальных объектов в реальном окружении. Дополненную Реальность не стоит смешивать с Виртуальной Реальностью, хотя и там и там используются виртуальные 3D-объекты. Отличие Виртуальной Реальности (Virtual Reality, VR) от Дополненной Реальности (AR) состоит в том, что в VR нет визуализации реального окружающего пространства, а всё поле восприятия на всю глубину просмотра заполнено только виртуальными 3D-объектами. В отличие от VR, AR воспроизводит 3D-объекты только на фоне («поверх») реально визуализируемой действительности.  Техника AR совмещает виртуальное и реальное на одном экране, работает в режиме реального времени и работает с учётом изменений виртуальных 3D-объектов при перемещениях камеры в реальном пространстве. Строго говоря, технология AR – это просто наложение дополнительной графической информации на транслируемое изображение окружающей обстановки. Из различий VR и AR следуют и особенности технической реализации, присущие той и другой технологии. Виртуальное 3D-пространство для VR требует не только визуализации моделей 3D-объектов, но и построения 3D-модели окружения, которое как правило не уступает по сложности модели самому объекту. В AR не требуется моделирования окружающего пространства, окружение (реальное окружение) просто воспроизводится камерой соответствующего устройства и напрямую транслируется на устройство отображения. По сравнению с VR, в AR за счёт этого существенно снижаются требования к вычислительной мощности видеосистемы: при одинаковых виртуальных объектах в AR нет необходимости в дополнительных вычислениях и рендеринге окружающего виртуальный объект пространства. Ещё одно отличие: для просмотра сцен в VR нет необходимости в видеокамере, поскольку всё, что попадает в поле визуализации – виртуальные 3D-модели, будь то объект или окружение. В AR, как это прямо следует из названия, виртуальный объект «наложен» на визуализацию реального окружения, следовательно, одним из почти обязательных элементов AR является видеокамера для просмотра окружающего пространства. Однако, во многих случаях, особенно в последнее время, реализация технологии AR подразумевает непосредственное, без видеотрансляции, восприятие человеком окружающего пространства. Такое «бескамерное» получение картинки окружения мы видим в устройствах проекции на лобовые стекла (т.н. HUD-проекторы) и в очках виртуальной реальности. И ещё одно различие между VR и AR состоит в технических устройствах, которые необходимы для отслеживания перемещения оператора в виртуальном пространстве. В VR для отслеживания взаиморасположения оператора и виртуального «мира» используются треккеры, закреплённые на теле оператора, 3D-координаты которых передаются для расчёта в модель виртуального пространства. В AR сам оператор является «устройством», отслеживающим перемещение в реальном пространстве. Все эти различия позволяют утверждать, что с технической точки зрения реализация AR гораздо проще и требует меньших мощностей вычислительных средств, чем VR.

В последнее пятилетие AR находит всё большее применение в таких областях, как  рекламные и маркетинговые акции (например, каталоги  IKEA), электронные игры («знаменитый» PokemonGo), медицина лапароскопических операций, военная техника (проецирование на шлемы и очки участников боевой операции корректирующей и дополнительной информации о ситуации и целях поля боя), транспортная техника (HUD - проецирование на лобовое стекло на фоне наблюдаемой обстановки любых показаний любых систем транспортного средства а также дополняющей информации об объектах вокруг транспортного средства).  А в настоящее время происходит всё более активное внедрение ARв промышленность.  Применение технологии Дополненной Реальности здесь прежде всего связано с новыми открывающимися возможностями информационного сопровождения работников, выполняющих сложные операции над изделиями в осложнённых условиях окружающей обстановки. В основе своей эти новые открывающиеся возможности связаны с тем, что в тех отраслях промышленности, которые связаны с разработкой сложных изделий, давно применяются 3D-модели.

В промышленности, машиностроении и строительстве за последние более чем два десятилетия накоплен огромный опыт по созданию и активному использованию 3D-моделей изделий. С последней декады XX века активно развивается рынок промышленных CAD/CAM/CAE приложений, сформирован также и рынок систем PDM/PLM, развиваются и внедряются технологии системного инжиниринга – и всё это уже невозможно без 3D-моделей разрабатываемого изделия, без 3D-моделей оборудования, без основанного на 3D-представлении моделирования операций изготовления, сборочных процессов, тестирования, промышленной логистики. И чем сложнее изделие, чем современнее процессы  - тем активнее и шире применяются 3D-модели деталей, узлов, агрегатов, сборочных единиц, изделия в целом, станочного и сборочного оборудования, логистических компонент и т.д. Бизнес-эффект от степени внедрения 3D-представления определяется по шкале качественных показателей методики MBE (ModelBasedEnterprise, [1]), основой которого как раз и является определение степени освоения на том или ином этапе промышленного производства, на том или ином этапе жизненного цикла изделия [2], 3D-моделей и модельных подходов. Итак, к середине второй декады XXI века в промышленном производстве твердо закрепляется представление об обязательности использования моделей сложных изделий для обеспечения эффективности самого процесса производства. Далее рассмотрим, где и к как, на каких этапах жизненного цикла изделия, охватываемых MBE, технологии AR могли бы обеспечить дополнительный бизнес-эффект.



   


Новые материалы

Поддержка online

Мы в Facebook

Поиск

Новая версия Creo 4.0

creo-4
 
creo parametric30