Augmented Reality: Related Fields

Trong hai phần trước, mình đã nhấn mạnh một vài ứng dụng AR. Các ứng dụng này thường đến từ các lĩnh vực liên quan của thực tế hỗn hợp, điện toán có mặt khắp nơi và thực tế ảo, mà chúng ta thảo luận ngắn gọn ở đây.

Nay mình sẽ đi thảo luận về Mixed Reality Continuum, Virtual Reality và Ubiquitous Computing.

Một user đắm chìm trong trải nghiệm thực tế ảo chỉ có các kích thích ảo.

Ví dụ, bên trong CAVE (một căn phòng có các bức tường bao gồm các hình chiếu ngược lập thể) hoặc khi đeo một chiếc HMD kín.

Không gian giữa thực tế và thực tế ảo, cho phép các yếu tố thực và ảo được kết hợp ở các mức độ khác nhau, được gọi là thực tế hỗn hợp. Trên thực tế, một số người thích thuật ngữ mixed reality hơn là augmented reality, vì họ đánh giá cao khái niệm broader và more encompass-ing của MR(mixed reality).

Mọi người có thể xem hình dưới đây, nó cho thấy mixed reality bao gồm tất cả khái niệm thực tế lẫn thực tế tăng cường.

Quan điểm này có thể được quy cho Paul Milgram và Fumio Kishino , người đã đề xuất một sự liên tục (Hình trên) kéo dài từ thực tế đến thực tế ảo. Họ mô tả MR như sau:

• MR involves the merging of real and virtual worlds somewhere along the “virtuality continuum” which connects completely real environments to completely virtual ones.

Năm 1998, Benford và cộng sự tiến thêm một bước, họ lập luận rằng một môi trường phức tạp thường sẽ bao gồm nhiều màn hình và không gian liền kề, tạo thành thực tế hỗn hợp (lưu ý số nhiều). Nhiều không gian này gặp nhau tại ranh giới thực tế hỗn hợp.

Theo quan điểm này, thực tế tăng cường chứa các yếu tố thực tế chủ yếu và do đó nó sẽ gần với thực tế hơn.

Ví dụ: người dùng có ứng dụng AR trên điện thoại thông minh sẽ tiếp tục cảm nhận thế giới thực theo cách thông thường, nhưng với một số yếu tố bổ sung được trình bày trên điện thoại thông minh.

Kinh nghiệm trong thế giới thực rõ ràng chiếm ưu thế trong trường hợp như vậy. Khái niệm ngược lại augmented virtuality,, chiếm ưu thế khi có các yếu tố ảo chủ yếu hiện diện. Ví dụ, hãy tưởng tượng một trò chơi nhập vai trực tuyến, trong đó các khuôn mặt avatar được kết cấu trong thời gian thực với một video thu được từ khuôn mặt của người chơi. Tất cả mọi thứ trong thế giới trò chơi ảo này, ngoại trừ khuôn mặt, đều là ảo.

Ở một khái nào đó về MR continuum, thực tế ảo đưa người dùng vào một môi trường hoàn toàn do máy tính tạo ra. Điều này loại bỏ bất kỳ hạn chế nào về những gì người dùng có thể làm hoặc trải nghiệm trong VR.

VR hiện đang trở nên ngày càng phổ biến cho các trò chơi máy tính nâng cao. Các thiết kế mới cho các thiết bị chơi game HMD, như Oculus Rift hay HTC Vive,... giờ khá là nhiều hãng kính mới rồi, đang nhận được rất nhiều sự chú ý của công chúng. Các thiết bị như vậy cũng phù hợp cho các ứng dụng ảo tăng cường.

Do đó, AR và VR có thể dễ dàng cùng tồn tại trong MR Continuum. Như chúng ta sẽ thấy sau này, các giao diện điều kiện có thể được thiết kế để khai thác các lợi thế kết hợp của cả hai khái niệm này.

Mark Weiser đã đề xuất khái niệm Ubiquitous Computing (ubicomp) trong bài tiểu luận năm 1991 của ông. Công trình của ông dự đoán sự ra đời ồ ạt của công nghệ số vào cuộc sống hàng ngày. Tương phản ubicomp với thực tế ảo, ông ủng hộ việc đưa dữ liệu có thể đọc được trên máy tính ảo vào thế giới vật lý thông qua nhiều yếu tố hình thức máy tính, nghe có vẻ quen thuộc với người dùng công nghệ ngày nay: inch-scale “tabs, foot-scale “pads , yard-scale “boards.”

• Tùy thuộc vào phòng, bạn có thể thấy hơn 100 tab, 10 hoặc 20 pad và một hoặc hai board. Điều này dẫn đến mục tiêu ban đầu của họ là triển khai phần cứng của ảo hóa được thể hiện: hàng trăm máy tính mỗi phòng. [Weiser 1991]

Mô tả này bao gồm ý tưởng về điện toán di động, cho phép người dùng truy cập thông tin kỹ thuật số mọi lúc mọi nơi. Tuy nhiên, nó cũng dự đoán Internet of Things trên mạng, trong đó tất cả các yếu tố của môi trường hàng ngày của chúng ta đều là công cụ. Mackay [1998] đã lập luận rằng những thứ tăng cường cũng nên được coi là một dạng AR. Ví dụ, hãy xem xét tự động hóa nhà, hệ thống hỗ trợ người lái trong xe hơi và các nhà máy thông minh có chỉnh hàng loạt. Nếu công nghệ như vậy hoạt động tốt, về cơ bản nó sẽ biến mất khỏi nhận thức của chúng ta. Hai câu đầu tiên của bài viết Weiser dòng 1991 thể hiện ngắn gọn mô hình này:

• The most profound technologies are those that disappear. They weave themselves into the fabric of everyday life until they are indistinguishable from it.

Ubicomp chủ yếu được dự định là “calm computing”, đó là sự chú ý hoặc kiểm soát của con người là không bắt buộc cũng không có ý định. Tuy nhiên, tại một số điểm, kiểm soát sẽ vẫn cần thiết. Một nhà điều hành con người cách xa máy tính để bàn, chẳng hạn, có thể cần phải điều khiển thiết bị phức tạp. Trong tình huống như vậy, giao diện AR có thể trực tiếp trình bày các cập nhật trạng thái, thông tin từ xa và các vật dụng điều khiển trong chế độ xem môi trường thực. Theo nghĩa này, AR và ubicomp rất phù hợp: AR là giao diện người dùng lý tưởng cho các hệ thống ubicomp.

Theo Weiser, VR trái ngược với ubicomp. Weiser lưu ý bản chất nguyên khối của môi trường VR, chẳng hạn như CAVE, cách ly người dùng khỏi thế giới thực. Tuy nhiên, năm 2007 Newman và cộng sự của ông đã đề xuất rằng ubicomp thực sự kết hợp hai đặc điểm quan trọng: ảo và phổ biến. Ảo, như được mô tả bởi tính liên tục MR, thể hiện mức độ mà ảo và thực được trộn lẫn. Weiser coi vị trí và địa điểm là đầu vào tính toán.

Do đó, tính phổ biến mô tả mức độ truy cập thông tin độc lập với việc ở một nơi cố định (thiết bị đầu cuối). Dựa trên những hiểu biết này, chúng ta có thể sắp xếp một nhóm công nghệ trong biểu đồ Milgram–Weiser như trong hình dưới:

Tổng hợp lại 3 bài viết mình đã giới thiệu về lĩnh vực nghiên cứu và sự xuất hiện thực tế của thực tế tăng cường. Đối với định nghĩa và hoạt động, thực tế tăng cường dựa trên ba thành phần chính:

• (1) sự kết hợp giữa thông tin ảo và thực, với thế giới thực là nơi hành động chính
• (2) cập nhật thời gian thực
• (3) thông tin ảo đăng ký 3D với môi trường vật lý.