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

02 Апрель 2017

Содержание

Раздел 4 - Платформы AR

Для разработки AR-приложений при исполнении промышленных проектов необходимо наличие программной системы разработки приложений Дополненной Реальности -– т.н. платформы Дополненной Реальности.   «Исторически» разработчиками приложений Дополненной Реальности являлись компании, занятые в промышленности игр и создании современной рекламы. В этих условиях 3D-модели виртуальных объектов Дополненной Реальности создавались не в CAD/CAM/CAE системах, а в моделлерах для «игровых» приложений, таких, как OpenSpace3d, Autodesk3ds Max и т.п. Все эти моделлеры  предназначены для построения поверхностных полиморфных полигональных 3d-моделей (полигональное моделирование Editable mesh, Editable poly и т.п.). Поверхностные полигональные модели для игровых приложений как правило не повторяют структуру сборок промышленных изделий в том числе и потому, что моделлеры «игровых» приложений не основаны на промышленных конструкторских методах проектирования, их основная задача – повторение силуэта реального изделия. В отличие от моделлеров таких систем, графические ядра всех промышленных CAD/CAM/CAE систем предназначены для работы с твердотельными параметрическими, а не поверхностными и полигональными моделями. Такие моделлеры изначально предназначены для представления модели изделия как сложной многоуровневой сборки. Иная, «не игровая», природа CAD/CAM/CAEмоделей, существенно затрудняет применение существующих и широко распространённых платформ разработки AR-приложений для задач промышленного применения AR. Для работы с полигональными поверхностными моделями в системах AR «игрового» применения чаще всего используется программное обеспечение разработки – т.н. «3D-движок» - Unity3D. Unity3D портирован на основные операционные системы, а именно: MSWindows, iOS, Andriod.  Рынок средств разработки AR-приложений в настоящее время слабо ориентирован на разработку индустриальных решений по Дополненной Реальности, однако можно выделить несколько компаний, программное обеспечение для AR которых используется в промышленных проектах разработки и эксплуатации транспорта машиностроения и приборостроения. На рынке средств разработки AR чаще рассматриваются рейтинги производителей оконечных устройств – HMD, HUD-устройств, очков виртуальной реальности и т.п., чем публикуются сравнения поставщиков программного обеспечения. Однако, среди специалистов известность приобрела постоянно обновляемая достаточно полная сравнительная таблица систем разработки AR и платформ AR (SDK - Software Development Kit), составляемая Герхардом Райтмайром (Gerhard Reitmayr) и распространяемая среди специалистов по VR/AR в социальной сети LinkedIn [3]. Несмотря на то, что таблица Герхарда Райтмайра не имеет официального статуса справочного материала, она всё же гораздо полнее и по количеству сравниваемых AR-платформ, и по количеству параметров сравнения, чем также регулярно обновляемый материал из Википедии "Список программного обеспечения по Дополненной Реальности" [4]. Однако, ни в Википедии, ни в таблице Герхарда Райтмайра среди параметров сравнения нет таких, по значениям которых можно судить о применимости для разработки промышленных решений: нет сведений о поддерживаемых CAD/CAM/CAE-форматах 3D-моделей и вообще нет сведений о возможной интеграции с CAD/CAM/CAE индустриального уровня.

Исходя из практики применения средств разработки AR-приложений не в игровых/рекламных/медицинских, а в индустриальных проектах и учитывая возможности AR-платформ по работе с твердотельными параметрическими 3D-моделями CAD/CAM/CAE мы выделили следующие платформы разработки AR-приложений для промышленного применения: D'Fusion от компании Total Immersion, Metaio SDK от компании AppleInc., Vuforia от компании PTC. По результатам присутствия на рынке AR эти три решения – TotalImmersion, Metaio и Vuforia – вместе заняли более 80% рынка. Значимость этих компаний на рынке AR настолько высока, что в том же 2015 году AppleInc. купило Metaio, посчитав это самым выгодным своим приобретением на то время, а компания PTC приобрела у компании Qualcomm торговую марку Vuforia и все подразделение разработчиков среды Vuforia, превратив Vuforia в составе PTC центром визуализационных решений для промышленного интернета.

Metaio SDK – платформа разработки AR-решений от немецкой компании Metaio,  с мая 2015 года Metaio вместе со своими торговыми знаками перешла в собственность AppleInc. MetaioSDK – пионерское решение в области дополненной реальности и соответствующего программного обеспечения. В начале 2000-х первым проектом Metaio по созданию среды AR для промышленного предприятия был контракт с концерном Volkswagen. Содружество компаний и возможности Metaio по интеграции CAD/CAM/CAE автоконцерна и AR-платформы привели к реализации проекта  MARTA  (Mobile Augmented Reality Technical Assistance) – AR-информационной поддержке сервисного обслуживания спортивного концепта VWXL1 (см. Рис.5). Платформа MetaioSDK портирована на MS Windows, iOS и Android, а базовым «движком»  Metaio является Unity3D. Такая конфигурация не позволяет напрямую транслировать 3D-твердотельные модели сборок автомобиля, требуется промежуточная трансляция из 3D-формата промышленного CAD/CAM/CAE приложения в  рабочий 3D-формат «движка» Unity3D: 3DStudio .3ds или Wavefront .obj.Как правило, промышленные CAD/CAM/CAE системы имеют встроенные средства конвертации в нейтральные CAD-форматы (STEP, IGES) или в формат поверхностного представления  - формат стереолитографии - .stl.  Такая методология предварительного конвертирования готовой 3D-модели из CAD-системы для использования результата конвертирования как входных данных для Unity3D в MetaioSDK позволило эффективно решить поставленную в проекте MARTA задачу – обеспечить AR-инструкциями по сервисному обслуживанию топливной системы, электрооборудования и маслопроводов, предоставить пооперационные AR-комментарии для простейших операций по работе с кузовными деталями. В настоящее время пользователями MetaioSDK для разработки AR-приложений являются такие лидеры мирового машиностроения как Audi, BMW, Daimler, Ford, Honda, KIA, KUKA, MAN, Siemens, Toyota.

Рис.5. Проект MATRA: визуализация инструкций по монтажу-демонтажу светотехнического оборудования автомобиля XL1

 

D’Fusion Computer Vision SDK– платформа разработки AR-решений от французской компании Total Immersion. D’Fusion Computer Vision SDK– передовое и запатентованное решение в области AR, позволяющее в режиме реального времени интегрировать («подмешивать») интерактивную 3D-графику в транслируемый видеопоток. D’FusionComputerVisionSDKдля работы по «подмешиванию» 3D-моделей в видеопоток в режиме реального времени использует формат структурированного информационного представления .xml, а для импорта созданных во внешних системах 3D-моделей – форматы .obj или.pts. Также, как и большинство AR-платформ, D’FusionComputerVisionSDK работает с «движком» Unity3D, хотя допускает окончательную доводку сцен и сценариев отображения AR-объектов в реальном видеопотоке средствами программного интерфейса самой платформы D’FusionComputerVisionSDK. Сильной стороной D’FusionComputerVisionSDK является полноценная поддержка GPS-позиционирования и использования такой геолокации для выбора тех или иных вариантов AR-сценариев (язык аннотаций и комментариев, особенности территориального использования аппаратной части, распознание взаимного расположения пользователей в случае коллективного использования и т.д.). TotalImmersion предназначает свою платформу AR-разработок в промышленности прежде всего для этапов ЖЦИ, предшествующих Проектированию,  для программного, проектного и портфельного менеджмента, при переходе от маркетинговых исследований к формированию концептуальных предложений. В качестве примера можно привести использование платформы Total Immersion для AR-презентации стратегических проектов компании ALSTOM – см. рис.6.  Эта презентация в тех размерах и в тех условиях визуализации виртуальных объектов стала возможной только благодаря техническому и программному обеспечению от TotalImmersion. В настоящее время пользователями D’Fusion компании Total Immersion для разработки промышленных AR-приложений являются такие лидеры мирового машиностроения как Volkswagen, Kia Motors, Citroën, Volvo, Alstom, Nissan Motors.

AR6

Рис.6. AR-презентация стратегических планов развития компании ALSTOM. В левом верхнем углу – реальное расположение участников на сцене, основная картинка -  то же расположение плюс транслируемые презентационные AR-модели по проекту. (по видеоматериалам семинаров компанииTotalImmersion)



   


Новые материалы

Поддержка online

Мы в Facebook

Поиск

Новая версия Creo 4.0

creo-4
 
creo parametric30