واقعیت افزوده چیست و چگونه از آن استفاده می‌شود؟ بخش یازدهم

تحقیقات قابل توجه در واقعیت افزوده

• ایوان ساترلند توانست اولین دستگاه واقعیت مجازی با استفاده از نمایشگر سربند را در دانشگاه هاروارد اختراع کرد.
• استیو من، توانست اولین فرمول از واقعیت کامپیوتری را در دهه 70 و 80 میلادی راه اندازی کند. این فرمول از دوربین، پردازنده و سیستم نمایشگر برای ویرایش واقعیت مجازی استفاده می‌کرد و به کاربر اجازه می‌داد که بهتر ببیند. استفاده از کلاه کامپیوتری به همراه واقعیت افزوده برای استفاده در زندگی روزمره امکان‌پذیر شد. او همچنین مشاور شرکت Meta یکی از فعالان در زمینه واقعیت افزوده است.
• لویز روزنبرگ، توسعه دهنده یکی از اولین سیستم‌های واقعیت افزوده با نام Virtual Fixture است. او در حالی که در آزمایشگاه نیروی هوایی آمریکا در سال 1991 کار می‌کرد، اولین مطالعه در زمینه استفاده از سیستم‌های واقعیت افزوده برای بهبود عملکرد انسان را منتشر کرد. کار بعدی روزنبرگ در دهه 90 میلادی در دانشگاه استنفورد اولین دلیل قانع کننده‌‌ای بود که ثابت می‌کرد لایه‌های مجازی ارائه شده در میدان دید انسان، می‌تواند به عملکرد او کمک زیادی کند.
• مایک آبرناثی یکی از پیشگامان در زمینه تولید اولین لایه‌گذاری روی ویدیو به صورت مجازی بود که از آن با نام دید ترکیبی مصنوعی یاد می‌شد. این سیستم در سال 1993 از داده‌ها برای جایگذاری خرابه‌های فضایی در نقشه استفاده می‌‌کرد. اینکار در دانشگاه بین المللی Rockwell انجام شد. او همچنین یکی از موسسان Rapid Imaging Software Inc. بود. او همچنین یکی از نویسندگان اصلی سیستم Landform و SmartCam3D در سال 1995 بود. واقعیت افزوده LandForm در تست پرواز سال 1999 در یک هلیکوپتر موفق عمل کرد. همچنین از سیستم SmartCam3D برای پروازد NASA X-38 از سال 1999 تا 2002 استفاده شد. او و همکارش در ناسا یعنی فرانسیسکو دلگادو جایزه منتخب انجمن صنایع دفاع ملی را در سال 2004 دریافت کردند.
• پروفسوری در دانشگاه کلمبیا به نام استیون فینر نویسنده مقاله‌ای در مورد نمونه‌ای از سیستم واقعیت افزوده به نام KARMA در سال 1993 بود. او اینکار را به همراه Blair Maclntyer و Doree Seligmann انجام داد. استیون فینر همچنین مشاور شرکت Meta به شمار می‌رود.
• تریسی مک‌شری (Tracy McSheery) از Phasespace، توعسه دهنده میدان دید گسترده در لنز‌های واقعیت افزوده بود که در Meta 2 و دیگر پروژه‌ها استفاده شد. این پروژه در سال 2009 توسعه داده شد.
• تیمی متشکل از Ravela، B. Draper و J Lim A. Hanson نسخه‌ای از واقعیت افزوده را در سال 1994 توسعه دادند که نیازی به نشانگر نداشت. آنها داخل یک موتور را به گونه‌ای طراحی کردند که برای تعمیر صرفا از یک دوربین استفاده می‌شد. آنها برای اینکار از مدل‌های تخمینی، گراف‌ها و ویژگی‌های بصری برای ثبت مدل با استفاده از دوربین استفاده کردند.
• فرانسیسکو دلگادو از تیم مهندسی که سمت مدیریت پروژه در زمینه تحقیقات در مورد ارتباطات انسانی را بر عهده داشت در سال 1998 تحقیقات جدیدی را آغاز کرد. این تحقیق شامل نمایشگر‌ها و ادغام آنها با ویدیو و سیستم‌های دید مصنوعی بود. این سیستم این روز‌ها با نام واقعیت افزوده شناخته می‌شود که برای هدایت هواپیما و حتی فضاپیما نیز از آن استفاده می‌شود. در سال 1999 او و همکارش مایک آبرناثی آزمایش پرواز با استفاده از سیستم LandFOrm را با استفاده از هلیکوپتر ارتش آمریکا انجام دادند. دلگادو همچنین پیاده سازی سیستم LandForm و SmartCam3D در NASA X-38 را بر عهده داشت. در سال 2001 ناسا گزارش داد که فضانوردان توانستند در X-38 به خوبی از سیستم دید مصنوعی (واقعیت افزوده) استفاده کنند. این سیستم در تمام پرواز‌های X-38 مورد بهره برداری قرار گرفت. همانگونه که اشاره شد دلگادو و آبرناثی در سال 2004 به خاطر زحمات خود جایزه منتخب انجمن صنایع دفاع ملی را دریافت کردند.
• بروس توماس و Wayne Piekarski سیستم Tinmith ار در سال 1998 توسعه دادند. آنها در کنار استیون فینر و استفاده از سیستم MARS اولین پیشگامان استفاده از واقعیت افزوده در محیط بیرون بودند.
• مایک بیلینگهرست (Mike Billinghurst) مدیر آزمایشگاه HIT در نیوزلند در دانشگاه Caterbury و یکی از محققان شناخته شده در زمینه واقعیت افزوده است. او بیش از توسعه دهنده بیش از 250 تئوری در مورد واقعیت افزوده و ارائه دهنده این ایده در کنفرانس‌های مختلف است.
• راینهول بهرینگر کار‌های اولیه بسیار مهمی را در زمینه ثبت تصاویر برای استفاده در واقعیت افزوده در سال 1998 انجام داد. او اولین نمونه از دستگاه‌های واقعیت افزوده که قابل پوشیدن بودند را ارائه کرد. او اولین نویسنده کتاب در مورد واقعیت افزوده بود.
• تیمی متشکل از Felix G. Hazma-Lup، Larry Davis و Jannick Rolland سیستم نمایشگر 3D ARC را برای شبیه سازی واقعیت افزوده در سال 2002 توسعه دادند.
• تیمی متشکل از Dieter Schmalstieg و Daniel Wagner سیستم ردیابی با استفاده از نشانه گذاری را در سال 2009 طراحی کردند.
• جان تینل به عنوان یک پروفسور در دانشگاه دنور نویسته کتاب رسانه قابل تعامل: ارتباط دیجیتالی فراتر از میزکار کامپیوتری و یکی از نویسندگان کتاب واقعیت افزوده: دیدگاه‌های نوآورانه در هنر، صنعت و دانشگاه به شمار می‌رود. هر دو این کتاب‌ها به عنوان راهکاری برای تحقیق در مورد برنامه‌های واقعیت افزوده و همچنین بخش‌های انسانی این تکنولوژی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

تاریخچه واقعیت افزوده

• 1901: Frank Baum به عنوان یک نویسنده در ابتدا به ایده از یک نمایشگر الکترونیکی یا عینک اشاره کرد که اطلاعات را به صورت لایه‌ای روی دید انسان از دنیای واقعی نشان می‌دهد. از این ایده به عنوان نشانه‌گذاری انسانی یاد کرد.
• 1957-1962: Morton Heilig به عنوان یک فیلمبردار و سینماتوگرافر، یک شبیه ساز به نام Sensorama را ثبت اختراع کرد که از تصویر، صدا، لرز و رایحه استفاده می‌کرد.
• 1968: Ivan Sutherland نمایشگر‌های سربند (Head-Mounted Display) را اختراع کرد. او از این اختراع به عنوان پنجره‌ای به دنیای مجازی یاد کرد.
• 1975: Myron Kruger توانست Videoplace را اختراع کند تا به کاربران اجازه دهد تا با اشیای مجازی تعامل داشته باشند.
• 1980: تحقیقاتی در مورد نمایشگر‌های سربند توسط Gavan Lintern از دانشگاه ایلینوی انجام شد. این اولین تحقیقی بود که ارزش نمایشگرهای سربند را برای تدریس مهارت‌های پرواز به نمایش در می‌آورد.
• 1981: Dan Reitan به صورت جغرافیایی نقشه‌هایی با استفاده از تصاویر ثبت شده از رادار، فضاپیما‌ها و … به وجود آورد. از این مفهوم برای نمایش پیش بینی آب و هوا در برنامه تلویزیونی استفاده می‌شود. بدین ترتیب از ایده واقعیت افزوده به صورت گسترده استفاده شد.
• 1986: در شرکت IBM فردی به نام Ron Feigenblatt تقریبا تمام استفاده از واقعیت افزوده امروزی را تشریح کرد. (به عنوان مثال استفاده از تلفن‌های هوشمند و بازی Pokemon GO) استفاده از صفحه‌های نمایش بسیار بسیار کوچک که این امر را تحقق می‌بخشید.
• 1987: داگلاس جورج و رابرت موریس اولین نمونه از تلکسوپ نجومی را که بر اساس تکنولوژی نمایشگر سربند کار می‌کرد را طراحی کردند. این نمایشگر می‌توانست تصاویر واقعی آسمان، ستاره‌ها و صور نجومی را به نمایش در آورد.
• 1990: مفهوم و کلمه واقعیت افزوده به Thomas P. Caudell محقق سابق شرکت بوئینگ نسبت داده شد.
• 1992: لویس روزنبرگ توانست اولین سیستم قابل استفاده واقعیت افزوده را به نام Virtual Fixtures را در آزمایشگاه نیروی هوایی آمریکا اختراع کند. این اختراع نشان داد که واقعیت افزوده می‌تواند به دید انسان کمک زیادی کند.
• 1992: استیون فینر همراه با Blair Mclntyre و Doree Sligmann توانستند مقاله مربوط به اولین نمونه از سیستم KARMA را در کنفرانس Graphics Interface ارائه کنند.
• 1993: مایک آبرناثی اولین استفاده از واقعیت افزوده برای تشخیص زباله‌های فضایی را توسط تلسکوپ‌ها و ماهواره‌های فضایی اعلام کرد.
• 1993: Loral WDL به همراه اسپانسر خود STRICOM اولین نمونه از ماشین‌های واقعیت افزوده و شبیه‌ساز ها را در مقاله‌ای منتشر کرد.
• 1995: Ravela در دانشگاه ماساچوست سیستم مبتنی بر دید را با استفاده از دوربین‌ها برای ردیابی اشیا و محیط را معرفی کرد که از واقعیت افزوده پشتیبانی می‌کرد.
• 1998: واقعیت افزوده فضایی در دانشگاه کالیفرنیای شمالی توسط Ramesh Raskar، Welch و Henry Fuchs معرفی شد.
• 1999: فرانک دلگادو و مایک آبرناثی اولین پرواز موقف با استفاده از برنامه LandForm را تایید کردند. این نرم‌افزار برای لایه‌گذاری روی نقشه با استفاده از ویدیو، بهره برداری شد. اولین بار از این نرم‌افزار روی هلیکوپتر ارتش آمریما استفاده شد که می‌توانست باند فرود، راه‌ها و نام جاده‌ها را نمایش دهد.
• 1999: آزمایشگاه تحقیقات دریایی ارتش آمریکا، برنامه تحقیق ده ساله‌ای را به نام سیستم واقعیت افزوده در میدان نبرد را آغاز کرد. آنها توانستند اولین نمونه‌ها از سیستم‌های قابل پوشیدن توسط سربازان را در محیط‌های مختلف طراحی کنند تا در زمان تمرین و افزایش هشیاری استفاده کنند.
• 1999: فضاپیمای NASA X-38 با استفاده از سیستم LandForm به پرواز درآمد. این سیستم از قابلیت لایه گذاری ویدیویی روی نقشه استفاده می‌کرد.
• 2000: موسسه علمی و جهانی Rockwell اولین مدل از سیستم‌های قابل پوشیدن واقعیت افزوده بدون نیاز به اتصال را معرفی کرد. این سیستم ویدیو را به صورت آنالوگ و صدا را به صورت سه بعدی با استفاده از فرکانس‌های رادیویی روی کانال بدون سیم دریافت می‌کرد. این اولین سیستمی بود که قابلیت استفاده بیرون از محیط بسته را داشت و می‌توانست اطلاعات را روی محیط لایه بندی کند.
• 2004: نمایشگر‌های سربند بیرون از محیط بسته برای استفاده واقعیت افزوده توسط Trimble Navigation و Human Interface Technology Laboratory معرفی شد.
• 2008: مشاور سفر Wikitude AR در ماه اکتبر 2008 همراه با گوشی G1 Android Phone کار خود را آغاز کرد.
• 2009: برای اولین بار ابزار ARToolkit به Adobe Flash توسط Saqoosha اضافه شد. بدین ترتیب حالا واقعیت افزوده در صفحات وب نیز قابل استفاده شدند.
• 2010: طرح ساخت ربات مین‌یاب در میدان‌های مین توسط کشور کره جنوبی ارائه شد.
• 2012: شروع به کار Lyteshot. سیستم واقعیت افزوده روی پلتفرم بازی برای استفاده از عینک‌های هوشمند برای ثبت اطلاعات بازی.
• 2013: شرکت Meta برای اولین بار کیت توسعه Meta 1 را معرفی کرد.
• 2015: مایکروسافت برای اولین بار ویندوز هولوگرافیک و هدست واقعیت افزوده هولولنز را معرفی کرد. این هدست از حسگر‌های مختلف برای پرداش و پیاده سازی با کیفیت بسیار بالای هولوگرام‌ها در دنیای واقعی استفاده می‌کرد.
• 2016: استودیوی Niantic بازی Pokemon GO را برای سیستم عامل‌های iOS و Android عرضه کرد. این بازی توانست با سرعت بسیار زیادی به یکی از برنامه‌های بسیار محبوب قابل استفاده توسط گوشی‌های هوشمند تبدیل شود. این بازی همچنین توانست باعث افزایش محبوبیت و استفاده از واقعیت افزوده شود.
• 2017: شرکت استارت آپ Magic Leap اعلام کرد که از سیستم میدان نور دیجیتال در هدست Magic Leap One استفاده خواهد کرد. نسخه Creators Edition شامل یک عینک و بسته پردازشی بود که روی کمربند بسته می‌شد.
• 2019: مایکروسافت HoloLens 2 را معرفی کرد که نسبت به نسخه قبلی در بخش میدان دید و ارگونومیک بهتر عمل می‌کرد. توسعه و آزمایش تکنولوژی واقعیت افزوده زیر آب، برای غواصی و باستان شناسی زیر آب انجام شده است.