隨著不斷改進的三維跟蹤和創作技術與無縫環境的融合,增強現實內容創作預計將變得更容易。
音頻、靜態照片和視頻幾乎人人都可以做。如今幾乎人人都有智慧型手機,捕捉專業級圖片和電影也不是什麼難事,而生成這些類型內容的工具如今也很簡單,小孩子都學得會。然而增強現實卻沒這麼簡單。通常創建AR內容需要專門的軟體和硬體,還得具有豐富的專業知識。不過好消息是,人們正在尋找創作解決方案,從而讓AR開發內容更容易。
本文將探討為AR內容開發提供創作工具的發展趨勢。
AR創作工具的演變
雖然這些都是早期的AR,但用例一直在擴大。一開始只是使用一些簡單的應用程式,無非就是給內容添加添加基於GPS數據什麼的,而如今,已經進入一個三維圖像與實時世界疊加的時代了。在此期間,AR系統和相關創作工具已經演變發展為三大類。(見圖1)
圖1:AR系統的三個主要類別
地理空間系統
AR系統中最早運用的是地理空間系統。該系統主要由GPS數據驅動,其中包括實時現實世界視圖上的圖形疊加。這種系統有時被稱為GEO增強現實,後來隨著智慧型手機和GPS的可用性而慢慢發展。
例如,有人在智慧型手機上打開Yelp應用程式並啟動Monocle功能。然後,該人一邊慢慢移動,一邊用手機的相機照向周圍。彈出窗口將顯示附近餐館、酒吧或其他零售店的位置和評級。類似地,ZipRealty的街景掃描系統也是運用人們的相機,當你手持手機照向四周時,手機會向你提示鄰近銷售房屋的位置。現在許多這樣的應用程式都支持智慧型手機。
現在這種基於GPS的AR應用程式創作比較常見。 Inglobe Technologies, ARLab,Layar(現為Blippar的一部分),Wikitude和其他人都在致力於尋找解決方案和開發軟體開發工具包(SDK),以用於創作基於GPS的AR應用程式。 使用這些工具,開發人員只需定義一個與GPS坐標相匹配的文件,並提供某種形式的上下文信息,可能是一個網站連結,房屋的價值,一張旅遊照片或一條文本信息。當設備靠近某個GPS位置時,附近興趣匹配點的相應數據將被加載到行動裝置中,並顯示在應用程式上。
今天,所有這些編程工具都不是為消費者做自己的AR創作而設計,而是為應用程式開發人員設計,他們可將基於GPS的AR功能添加到行動應用程式中。
2-D增強現實系統
AR的下一個演變涉及通過相機識別2-D物體。Wikitude的首席營銷官Andy Gstoll說:「它主要用於增強現實海報、書籍、雜誌,以及任何平坦的且具有二維表面的物體。」這些均為AR創作提供了SDK。
在2-D AR中,應用程式檢測到幀中的某個對象,然後通過播放視頻或打開網頁或顯示交互式3-D模型,以某種預定義的方式作出反應。
許多兒童玩具製造商正在利用這項技術來增加玩具的互動性。遊戲小雕像可能會附帶特殊卡片(類似於QR碼)。當運行玩具公司應用程式的行動裝置對準卡片並且檢測到卡上的符號時,孩子可以看到玩具運動的短視頻,或者使用在線遊戲版本訪問該字符的虛擬版本,或者與玩具的3D模型進行交互。這個概念通過簡單的1對1關係來實現。將相機對準項目X,然後行動裝置執行動作Y.
在2-D AR系統中,該技術可能依賴於標記(例如不同的符號)來識別對象,或者它可以通過某種圖像識別技術識別圖像本身。無論使用哪種方式,今天普遍使用的這些系統都是為了營銷,將二維信息帶入生活,並提高用戶參與度。
與地理空間AR一樣,通過使用AR軟體提供商的SDK,2D-AR構建主要通過開發必要的內容(通常作為應用程式)。例如,除了其地理空間系統,Layar的SDK還可以實現二維圖像識別AR。CraftAR系統包括一個大型圖像資料庫,可以降低教學應用程式識別某些對象的複雜性。Blippar,Metaio(2013年被蘋果收購;該產品不再適用於公眾),而Wikitude則是提供2-D創作SDK的其他廠商。
3-D增強現實系統
地理空間和二維圖像系統可以提供有用的上下文信息,但是3-D AR系統可以通過尖端的工業和娛樂應用運行,這些應用可能在未來的AR至關重要。使用3-D AR,拆裝發動機的維修人員可以看到現場出現在前面部件上實時指示,3-D視頻可以顯示下一個操作步驟。類似地,3-D AR遊戲可以將虛擬敵人插入到不同的真實環境中。
「一個企業可能擁有一個有很多機械的工廠,可能需要訓練一名新員工來維修機器。而培訓最簡單的方法就是給員工佩戴一個智能眼鏡頭盔,從而讓培訓過程中增加現實感,感覺不是在培訓,而是現場操作。「Wikitude Gstoll說。「我們正在和汽車製造商合作,想要為公司的維修技術人員創建3-D用例。佩戴AR眼鏡後,他們將通過一個程序開始操作,該程序向他們展示如何測試或診斷制動系統,移除特定部件,並執行一些必要的維修任務,這樣他們就知道如何處理特定的車型。」
NGRAIN是為3D架構建立創作方案的另一家供應商。該公司已經將其技術應用於自動化損傷評估和視覺檢查中。 AR覆蓋技術使技術人員能夠更輕鬆地找到目標或其他物體中的缺陷。
NGRAIN產品和業務開發高級總監BarryPo說:「在製造業產品需求非常緊張的的情況下,這種能力在製造環境中特別有用。洛克希德•馬丁(LockheedMartin)是NGRAIN的客戶之一,該公司在F-35和F-22戰鬥機計劃中使用了程序中的損傷評估技術。維修人員可以在飛機落地後進行實時診斷和損壞評估。」
許多AR供應商正在將3-D創作能力整合到他們的方案中。一些3-D AR編寫方案包括維基的Wikitude Studio,Total Immersion的D'Fusion Studio,Atheer的AiR Suite,APXLabs的Skylight和NGRAIN的Vergence。
計算機輔助設計和3-D增強現實
一般來說,3-D工具很複雜,需要牢固的專業知識才能使用和掌握。只有大量的生產力才能為計算機輔助設計(CAD)模型或遊戲創建高質量的準確內容。如果創作AR內容需要同樣的付出,則可能會限制AR的採用。
「我們的目標是創造除3-D圖形創作專家和3-D建模者以外的人使用的工具。」企業通常比3-D建模者或3-D專家有更多的主題和領域專家。如果這些專家可以接觸到AR編寫方案,創建引人注目的AR應用程式的能力將會大大提高,這正是業界所求。
大多數企業已經擁有自己的產品或資產的CAD模型庫。AR創作工具可以導入這些CAD模型或其他3-D內容來源,包括3-D點雲(3-D掃描)和遊戲模型。 (見圖2)。創作工具提供了簡單的方式,通過圖像、圖表、視頻、教學內容、分步指導或實時傳感器信息來增加導入的三維資產。
和視頻類似,3-D內容的數據同樣密集。任何特別複雜的設備或系統的CAD模型可能非常大,使智能眼鏡或其他行動裝置上的處理和渲染變得困難。Gstoll解釋說:「你得減少文件並將其編碼成可以處理的東西。」作為其創作環境的一部分,Wikitude擁有一個專有編碼器,可以優化大型文件,縮小其尺寸以便用於智慧型手機和行動裝置。
隨著時間的推移,加上AR程序和3-D設計之間的界限開始混合,諸如3-D CAD製作系統之類的常規軟體工具將可能擴展成AR創作。2015年底,正式成立的CAD供應商PTC收購了Vuforia(AR創作平臺)。Unity是受歡迎的3-D遊戲引擎,具有插件功能,還可集成ARToolKit的功能(是一個提供跟蹤功能的計算機視覺庫),使其更便於在Unity中創建AR應用程式。
今後可能會有更多的改變。
三維AR工具實際上只是處於開發階段,而且在未來的日子裡將會出現更多功能。AR創作系統最終將使用並顯示各種3D內容,包括CAD文件和線框,3-D視頻、全息圖、360度圖像、真實環境(基於掃描)的3-D呈現以及3-D聲音。
儘管有許多未知數,但仍然清楚的是,創作系統將需要滿足許多需要投入大量心血、具有挑戰性的任務和活動。「為了讓AR起步,快速創建、管理、編輯和部署三維內容的能力是當下應該解決的大問題。」
圖2:3-D AR的創作工具可以從各種3-D內容領域中導入3-D信息,並導出用於不同AR設備的內容。
結論
創建在網際網路上傳遞內容的創作工具,其質量和可用性與網際網路的發展密不可分。過去的網絡靜態又呆滯,就像是人們用紙張製作的內容,直到內容開發軟體允許網站所有者創建動態和互動的內容,今天的數字時代得以誕生。
增強現實也許可以遵循類似的模式。今天,許多AR方案使用了為其他目的準備的內容 - 包含圖片、文檔、清單等內容。如古人言,「得內容者得天下」。隨著AR創作工具的發展,最適合AR內容的性質也會改變,未來的發展將會融合物理和數字現實。
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