Опыт создания AR-приложения «Тобольский Кремль» | Статья в журнале «Юный ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 6 ноября, печатный экземпляр отправим 10 ноября.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Научный руководитель:

Исчерпывающий список литературы Исследование о родном крае Высокая практическая значимость Актуальная тема исследования

Рубрика: Информатика

Опубликовано в Юный учёный №6 (36) июнь 2020 г.

Дата публикации: 19.05.2020

Статья просмотрена: 37 раз

Библиографическое описание:

Купцова, Е. Е. Опыт создания AR-приложения «Тобольский Кремль» / Е. Е. Купцова, Е. Н. Малышева. — Текст : непосредственный // Юный ученый. — 2020. — № 6 (36). — С. 10-14. — URL: https://moluch.ru/young/archive/36/2079/ (дата обращения: 28.10.2021).



В современном мире цифровые технологии имеют огромное значение, особенно для подрастающего поколения. Одно из самых важных средств формирования взглядов и убеждений — знакомство с историей, в том числе, своего родного города. С помощью цифровых технологий этот процесс можно сделать гораздо эффективнее.

В частности, дополненная реальность (AR — augmented reality) — одна из самых перспективных и универсальных технологий XXI века. Область применения AR настолько широка, что гораздо легче будет найти сферу, в которой их использование не уместно, нежели перечислять все возможные варианты эксплуатации. Области использования, в которых технология дополненной реальности уже показала себя с наилучшей стороны, варьируются от игровой индустрии до медицины. Своим проектом мы хотим продемонстрировать возможности внедрения AR в индустрию туризма.

Благодаря обилию уникальных достопримечательностей Тобольск — один из важных туристических центров Урала и Сибири. Город славится своими удивительными архитектурно-историческими памятниками, главный из которых — Тобольский кремль. Однако на сегодняшний день можно констатировать, что туристическая сфера в Тобольске недостаточно развита: наблюдается нехватка качественных, интересных услуг и сервисов для увеличения потока туристов.

Мы считаем, что экскурсии в большей степени нужно выводить на новый, интерактивный уровень, например, с использованием технологии AR, суть которой заключается в отображении на экране смартфона рядом с объектом различной инфографики.

Дополненная реальность (AR) — одна из цифровых технологий, позволяющих визуализировать информацию о чем-либо посредством взаимодействия человека и цифровых устройств (компьютеры, смартфоны, планшеты и др.). Ее специфика заключается в том, что она программным образом визуально совмещает два изначально независимых пространства: мир реальных объектов вокруг нас и виртуальный мир, воссозданный на компьютере.

Новая виртуальная среда образуется путем наложения запрограммированных виртуальных объектов поверх видеосигнала с камеры, и становится интерактивной путем использования специальных функций в арсенале цифрового устройства.

Основа технологии дополненной реальности — это система оптического трекинга. Это значит, что «глазами» системы становится камера, а «руками» — маркеры. Камера распознает маркеры в реальном мире, «переносит» их в виртуальную среду, накладывает один слой реальности на другой и таким образом создает мир дополненной реальности.

Существуют три основных направления в развитии этой технологии:

  • «Безмаркерная» технология AR. Работает по особым алгоритмам распознавания, где на окружающий ландшафт, снятый камерой, накладывается виртуальная «сетка». На этой сетке программные алгоритмы находят некие опорные точки, по которым определяют точное место, к которому будет «привязана» виртуальная модель. Преимущество такой технологии в том, что объекты реального мира служат маркерами сами по себе и для них не нужно создавать специальных визуальных идентификаторов.

AR технология на базе маркеров. Т ехнология на базе специальных маркеров, или меток, удобна тем, что они проще распознаются камерой и дают ей более жесткую привязку к месту для виртуальной модели. Такая технология гораздо надежнее «безмаркерной» и работает практически без сбоев.

«Пространственная» технология. Кроме маркерной и безмаркерной, существует технология дополненной реальности, основанная на пространственном расположении объекта. В ней используются данные GPS/ГЛОНАСС, гироскопа и компаса, встроенного в мобильный телефон. Место виртуального объекта определяется координатами в пространстве. Активация программы дополненной реальности происходит при совпадении координаты, заложенной в программе, с координатами пользователя [6].

Результаты нашего анализа этих технологий [1, 3, 6, 8] с точки зрения разработчика и пользователя приведены в таблице 1.

Таблица 1

Сравнение технологий дополненной реальности

Критерии

Безмаркерная

Маркерная

Пространственная

Вероятность сбоев

Средняя

Средняя

Низкая

Стабильность в работе

Низкая

Высокая

Высокая

Визуальные идентификаторы

Опорные точки на виртуальной сетке

Специальные маркеры/метки

Пространственные координаты

Примеры средств для разработки

Приложение -каталог от IKEA, где можно посмотреть, как мебель компании будет смотреться у вас дома.

AirMeasure — виртуальная рулетка, способная определять расстояния и размеры в реальном мире.

Google Sky Map —

приложение, позволяющее узнать, какие звезды сейчас видно на небе.

Чтобы исключить технологические риски и обойти проблемные моменты при разработке приложения мы остановили свой выбор на пространственной технологии дополненной реальности.

Для разработки приложения дополненной реальности по архитектурно-историческим памятникам Тобольского кремля мы отобрали перечень объектов, которые войдут в пилотный вариант программы, и информацию о них. Для этого был проведен онлайн-опрос среди жителей города Тобольска (рис. 1).

График посещаемости объектов Тобольского Кремля

Рис. 1. График посещаемости объектов Тобольского Кремля

Опрос посещаемости архитектурно-исторических памятников Тобольского Кремля позволил отобрать перечень наиболее популярных объектов, представление которых войдет в разрабатываемое приложение дополненной реальности (таблица 2).

Таблица 2

Выбранные объекты для представления в AR -приложении

Объект

Необходимые данные

Координаты

Широта

Долгота

Софийско-успенский кафедральный собор

58.199405

68.251319

Гостиный двор

58.199964

68.252656

Тюремный замок

58.201062

68.250367

Соборная колокольня

58.198943

68.251220

Покровский собор

58.198888

68.249065

В результате изучения различных источников по истории города [4, 5, 7] мы сделали отбор информации (фотоматериалов, иллюстраций, исторических справок, рассказов и др.), которые составят содержание дополненной реальности кремля.

Для большей практичности и удобства пользователей приложения нами было решено расположить всю информацию об архитектурно-исторических памятниках Тобольского Кремля на собственном сайте. Для анализа и дальнейшего выбора были отобраны 5 популярных и известных сред для создания сайтов, сравнение которых представлено в Таблице 3.

Таблица 3

Сравнение популярных источников для создания собственного сайта

Критерий сравнения

Wix

Jimbo

A5

Umi

SetUp

Язык интерфейса

Русский и другие

Русский и другие

Русский

Русский

Русский

Простота и удобство пользования

Высокое

Среднее

Среднее

Ниже среднего

Минимальное

Готовые шаблоны

Более 500

Более 500

Более 300

Более 500

Более 700

Доступ к коду сайта

Да

Да

Нет

Нет

Нет

Проверка отображения на устройствах

Да

Да

Нет

Да

Да

Возможность создать бесплатный сайт

Да

Да

Да

Нет

Нет

В результате мы остановили свой выбор на веб-ресурсе (облачная платформа для конструирования сайтов) Wix [2].

По адресу https://savelievpashka.wixsite.com/artob можно ознакомиться с созданным сайтом, который содержит контент для пилотной версии мобильного приложения.

Для разработки пилотной версии приложения дополненной реальности, исходя из личных навыков и доступности приложений, была выбрана среда Android Studio на основе открытой библиотеки Google ArCore для создания приложений дополненной реальности, с использованием сторонней библиотеки ArCore Location, расширяющей возможности Google ArCore для работы с геопозиционированием.

Работа приложения основана на получении геопозиции (координат GPS) и размещении поверх изображения с камеры смартфона соответствующих ярлыков с названиями объектов. Список объектов и их местоположение хранятся в файле, размещенном на бесплатном хостинге в интернете в формате JSON. При касании ярлыка открывается страница сайта, посвященная данному объекту.

Чтобы иконка приложения ассоциировалась у пользователей с городом Тобольск и дополненной реальностью, было решено изобразить на логотипе стилизованное изображение городского герба и Соборную колокольню. А для большей ясности и визуализации по центру рисунка было размещено название приложения «ARTob» (рис. 2).

Готовая иконка пилотной версии приложения и вид в меню смартфона Готовая иконка пилотной версии приложения и вид в меню смартфона

Рис. 2. Готовая иконка пилотной версии приложения и вид в меню смартфона

Таким образом, мы создали пилотную версию мобильного приложения, которое представляет собой дополненную реальность пяти историко-архитектурных объектов Тобольского Кремля, которую можно легко расширить. Приложение может использоваться не только для получения сведений о данных объектах, но и для ориентирования на местности. С его помощью гости города можно легко узнать, в какой стороне Тобольска находится Кремль, так как приложение «работает» городе на любом от него расстоянии.

Литература:

  1. AR — Дополненная реальность / Хабр: Сообщество IT-специалистов. — URL: https://habr.com/ru/post/419437/ (Дата обращения 12.01.2020). — Режим доступа: в свободном доступе.
  2. Wix.com: облачная платформа для конструирования сайтов — URL: https://www.wix.com/ (Дата обращения 10.02.2020). — Режим доступа: в свободном доступе.
  3. Дополненная реальность (AR): перспективы и будущее технологии / Комсомольская правда: электронная версия — URL: https://www.kp.ru/putevoditel/tekhnologii/dopolnennaya-realnost/ (Дата обращения 12.01.2020). — Режим доступа: в свободном доступе.
  4. Координаты объектов Тобольского Кремля / Google Maps — URL: https://maps.google.com/ (Дата обращения 21.02.2020). — Режим доступа: в свободном доступе.
  5. Покровский собор / Тобольская митрополия: официальный сайт — URL: http://www.tobolsk-eparhia.ru/p/pages.php?id=t06_3 (Дата обращения 13.02.2020). — Режим доступа: в свободном доступе.
  6. Технология дополненной реальности AR / Увлекательная реальность: официальный сайт компании «Интернет для жизни» — URL: https://funreality.ru/technology/augmented_reality/ (Дата обращения 12.01.2020). — Режим доступа: в свободном доступе.
  7. Тобольский историко-архитектурный музей-заповедник / Национальные проекты. — URL: http://tiamz.ru/ru (Дата обращения 14.02.2020). — Режим доступа: в свободном доступе.
  8. У IKEA появилось AR-приложение для выбора мебели / Инновации / AdIndex.ru: сетевое издание — URL: https://adindex.ru/news/innovations/2017/09/13/165705.phtml (Дата обращения 13.01.2020). — Режим доступа: в свободном доступе.
Основные термины (генерируются автоматически): дополненная реальность, Тобольский Кремль, GPS, реальный мир, Тобольск, Соборная колокольня, виртуальная модель, виртуальная среда, мобильное приложение, пилотная версия.


Похожие статьи

Дополненная реальность в браузере | Статья в журнале...

Помимо виртуальной реальности существует и дополненная реальность. Они используют схожие технологии и подходы, но имеют разную степень отличия от реального мира. Виртуальная реальность — это полностью смоделированное и нарисованное окружение.

Дополненная и виртуальная реальность в образовании

Про виртуальную и дополненную реальности и возможности их применения в образовании

Хотя в образовании дополненная реальность пока применяется довольно редко, но всё

Игровой мир должен быть согласованным, цельным, гармоничным, это позволяет погрузить...

Проект «AR-навигатор» | Статья в журнале «Молодой ученый»

дополненная реальность, приложение, учебный процесс, устройство, студент, программа, мобильное средство связи, мобильное

Дополненная реальность в браузере | Статья в журнале... В данной статье рассматриваются технологии для построения дополненной и...

Моделирование объектов окружающей среды на основе...

Дополненная реальность — это среда, в реальном времени дополняющая физический мир цифровыми данными с помощью каких-либо устройств и программной части. Исследователь Рональд Азума в 1997 году определил её как систему, которая совмещает виртуальное и...

Дополненная или виртуальная реальность в музейном...

Голографическое видео, дополненная и виртуальная реальность, и многие другие аспекты жизни цифрового мира, которым еще только предстоит полностью внедриться в повседневную жизнь каждого человека. Исследовательская компания Gartner ежегодно составляет доклад на...

Создание простого ar-приложения с использованием Unity...

Дополненная реальность (AR, augmented reality) — это особая среда в реальном времени, которая дополняет физический мир виртуальными данными с помощью компьютерных

− Передача виртуальных данных к необходимому объекту. Подготовка ксозданию приложения.

Расширение сознания за счёт переноса в реальный мир...

Виртуальная реальность — это созданный техническими средствами мир, в котором человек ощущает себя практически также как и в реальном мире. Насколько человеку комфортно в созданной реальности, и как он себя ведет, определяет степень погружения в созданный...

Применение виртуальной реальности в наномаркетинге

Помимо виртуальной реальности существует и дополненная реальность. Они используют схожие технологии и подходы, но имеют разную степень отличия от реального мира. Виртуальная реальность — это полностью смоделированное и нарисованное окружение.

Человек в виртуальном мире | Статья в журнале...

Ключевые слова: постмодернизм, информационные технологии, виртуальная реальность, человек в виртуальном мире, виртуальная картина мира. В настоящее время виртуальная реальность является для человека особой жизненной средой, охватывающей практически все...

Похожие статьи

Дополненная реальность в браузере | Статья в журнале...

Помимо виртуальной реальности существует и дополненная реальность. Они используют схожие технологии и подходы, но имеют разную степень отличия от реального мира. Виртуальная реальность — это полностью смоделированное и нарисованное окружение.

Дополненная и виртуальная реальность в образовании

Про виртуальную и дополненную реальности и возможности их применения в образовании

Хотя в образовании дополненная реальность пока применяется довольно редко, но всё

Игровой мир должен быть согласованным, цельным, гармоничным, это позволяет погрузить...

Проект «AR-навигатор» | Статья в журнале «Молодой ученый»

дополненная реальность, приложение, учебный процесс, устройство, студент, программа, мобильное средство связи, мобильное

Дополненная реальность в браузере | Статья в журнале... В данной статье рассматриваются технологии для построения дополненной и...

Моделирование объектов окружающей среды на основе...

Дополненная реальность — это среда, в реальном времени дополняющая физический мир цифровыми данными с помощью каких-либо устройств и программной части. Исследователь Рональд Азума в 1997 году определил её как систему, которая совмещает виртуальное и...

Дополненная или виртуальная реальность в музейном...

Голографическое видео, дополненная и виртуальная реальность, и многие другие аспекты жизни цифрового мира, которым еще только предстоит полностью внедриться в повседневную жизнь каждого человека. Исследовательская компания Gartner ежегодно составляет доклад на...

Создание простого ar-приложения с использованием Unity...

Дополненная реальность (AR, augmented reality) — это особая среда в реальном времени, которая дополняет физический мир виртуальными данными с помощью компьютерных

− Передача виртуальных данных к необходимому объекту. Подготовка ксозданию приложения.

Расширение сознания за счёт переноса в реальный мир...

Виртуальная реальность — это созданный техническими средствами мир, в котором человек ощущает себя практически также как и в реальном мире. Насколько человеку комфортно в созданной реальности, и как он себя ведет, определяет степень погружения в созданный...

Применение виртуальной реальности в наномаркетинге

Помимо виртуальной реальности существует и дополненная реальность. Они используют схожие технологии и подходы, но имеют разную степень отличия от реального мира. Виртуальная реальность — это полностью смоделированное и нарисованное окружение.

Человек в виртуальном мире | Статья в журнале...

Ключевые слова: постмодернизм, информационные технологии, виртуальная реальность, человек в виртуальном мире, виртуальная картина мира. В настоящее время виртуальная реальность является для человека особой жизненной средой, охватывающей практически все...

Задать вопрос