Realtà Aumentata
Che cos'è la Realtà Aumentata?
La tecnologia della Realtà Aumentata consiste nell’integrazione di contenuti grafici su una vista del mondo reale.
Questo avviene tramite dispositivi come telefoni cellulari o occhiali, che aggiungono informazioni virtuali alla realtà vista dall’utente.
Nel caso in cui si utilizzi un telefono cellulare, il risultato viene visualizzato sullo schermo, aumentando il video catturato dalla fotocamera del telefono.
Nel caso di un occhiale, l’esperienza di Realtà Aumentata viene mostrata all’utente davanti ai suoi occhi per mezzo di un’immagine proiettata sulla lente dell’occhiale, generando un effetto molto simile a un ologramma.
un’immagine proiettata sulla lente dell’occhiale, generando un effetto molto simile a quello di un ologramma.
Storia della realtà aumentata
È molto interessante analizzare come e quando è nata la tecnologia della realtà aumentata, dato che la prima volta che il concetto è stato utilizzato risale al 1901. Fu lo scrittore Frank Baum a immaginare per la prima volta degli occhiali elettronici per visualizzare informazioni aggiuntive sulle persone di fronte a lui.
La prima implementazione tecnologica basata sulla Realtà Aumentata risale al 1957, ad opera di Morton Heiling, un direttore della fotografia che propose nel suo Sensorama un’esperienza multisensoriale per l’utente, composta da elementi visivi, sonori e olfattivi. Questo fu l’inizio della storia della Realtà Aumentata.
Nel 1973, l’artista informatico Myron W. Krueger ha creato la prima installazione di realtà aumentata che fondeva videocamere e un sistema di proiezione per creare un ambiente interattivo che rispondeva ai movimenti degli utenti attraverso ombre e movimenti.
Negli anni Novanta sono state realizzate applicazioni molto interessanti che hanno utilizzato il concetto di Realtà Aumentata per risolvere problemi in campi come l’industria o la progettazione. Vale la pena citare Tom Caudell, che ha coniato il termine “Realtà Aumentata” per descrivere un’applicazione di supporto all’assemblaggio di cablaggi elettrici complessi.
Sebbene questo concetto sia stato inventato molti anni fa, la Realtà Aumentata è ancora oggi una tecnologia emergente, che ha avuto bisogno di molti progressi tecnologici nel campo dell’informatica e della visualizzazione per raggiungere la maturità. Stanno quindi nascendo aziende di realtà aumentata che, nel pieno dell’evoluzione di queste tecnologie, sfruttano l’enorme potenziale che la realtà aumentata ha in una moltitudine di settori.
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Come funziona la realtà aumentata?
La realtà aumentata è la combinazione di due tecnologie, la computer vision e i motori grafici.
Motore grafico
Il motore grafico è responsabile del rendering del contenuto, tipicamente in 3D, visualizzato dalla Realtà Aumentata. La visione artificiale assicura che il contenuto aumentato sia posizionato correttamente nella scena, in modo che la composizione sia coerente e comprensibile per l’utente.
L’elemento principale coinvolto nella parte grafica è il rendering. Questo processo consiste nell’interpretazione da parte del computer di una scena tridimensionale per creare un’immagine bidimensionale.
Le informazioni che vengono elaborate per il rendering sono la geometria del modello 3D, le caratteristiche della superficie (colore e materiale), l’illuminazione della scena e la posizione della telecamera.
Visione artificiale
Le tecniche di visione artificiale applicate alla Realtà Aumentata sono molto varie e sono principalmente chiamate tecnologie di tracking. Ne esistono di diversi tipi, ad esempio il tracking facciale, che permette di rilevare e seguire la posizione di un volto, o il tracking delle texture, che posiziona un’immagine di riferimento in un sistema di coordinate tridimensionale. Le più recenti tecniche di visione artificiale attualmente in uso incorporano sensori attivi basati su luce strutturata, tracking SLAM o tracking 3D.
Per avere successo, un’esperienza di realtà aumentata deve funzionare in tempo reale. Ciò significa che anche ciascuno dei due moduli deve farlo, ed entrambi sono molto esigenti in termini di risorse computazionali. Pertanto, il modulo di rendering deve essere in grado di dipingere circa 60 immagini al secondo, mentre il modulo di tracking deve essere in grado di analizzare ed estrarre informazioni da 60 immagini al secondo.
Tipi di realtà aumentata
A seconda del dispositivo utilizzato per creare l’esperienza di realtà aumentata, si possono distinguere tre tipi.
Realtà aumentata su personal computer
Intorno al 2006, grazie alla spinta del mondo dei videogiochi, i computer hanno iniziato a incorporare processori più potenti e schede grafiche dedicate, rendendo possibile per la prima volta lo sviluppo di esperienze di Realtà Aumentata di alta qualità a un prezzo ragionevole.
In quei primi anni, le applicazioni legate al marketing erano molto diffuse, sia nei punti vendita, sia in occasione di eventi e road show, sia integrate nei siti web. Le campagne pubblicitarie facevano largo uso della nuova tecnologia e del suo effetto wow per lanciare prodotti e invitare gli utenti a vivere esperienze in cui il reale e il digitale si mescolavano.
Realtà aumentata su smartphone e tablet
La rivoluzione sociale e tecnologica portata dagli smartphone ha agito da catalizzatore per la crescita della Realtà Aumentata. Gli smartphone, e in seguito anche i tablet, hanno permesso agli utenti di vivere esperienze di Realtà Aumentata facilmente e ovunque. Tra il 2009 e il 2010, gli smartphone avevano una potenza di calcolo sufficiente per eseguire potenti applicazioni di Realtà Aumentata.
Naturalmente sono apparse le prime applicazioni legate a riviste, cataloghi o manifesti pubblicitari. Ma ce ne sono state anche altre in settori nuovi come il turismo, che hanno collegato le informazioni sulla città a un livello sovrapposto alla fotocamera del cellulare, a seconda dell’orientamento e della posizione dell’utente, grazie al sistema di geolocalizzazione e ai sensori del cellulare. Sono nate anche aziende che si sono concentrate sulla formazione e sull’intrattenimento e hanno ideato i primi videogiochi di realtà aumentata o i primi manuali interattivi aumentati.
Realtà aumentata in occhiali e visori
Il primo wearable promosso in grande stile come dispositivo di realtà aumentata è stato Google Glasses nel 2012. Ma nonostante l’enorme sforzo mediatico tecnologico compiuto da Google, il progetto non ebbe molto successo e dovette essere accantonato. Tuttavia, il mondo della realtà aumentata deve molto a questo fallimento, poiché da quel momento in poi si è capito che il futuro di questa tecnologia sarebbe stato legato a un paio di occhiali.
Un occhiale commercializzato nello stesso periodo dei Google Glass è stato l’Epson Moverio BT-100. Il produttore ha incorporato un paio di microproiettori in questo apparecchio per offrire all’utente una delle prime esperienze di “visione attraverso” negli occhiali. Il produttore ha incorporato un paio di microproiettori in questo apparecchio per offrire all’utente una delle prime esperienze di “see through” negli occhiali, in modo che l’utente possa vedere attraverso una lente e contemporaneamente vedere la realtà e il contenuto virtuale proiettato su quella lente.
Nel 2016 Microsoft ha lanciato sul mercato il dispositivo Hololens 1, una piattaforma informatica completa orientata alla realtà aumentata. Questo dispositivo integrava una moltitudine di sensori e un’ampia varietà di tecnologie, che gli permettevano di riconoscere l’ambiente o la voce e i gesti dell’utente, per migliorare notevolmente l’esperienza d’uso. Il dispositivo è stato così rivoluzionario che è stato utilizzato un nuovo termine per descrivere la sua funzione principale: realtà mista. In realtà, questo nuovo termine non è molto diverso dalla tradizionale realtà aumentata, e la differenza principale è la capacità degli Hololens Glass di collocare in modo intelligente elementi virtuali nello spazio reale, grazie al modello 3D che viene generato dell’ambiente mentre si indossano gli occhiali.
Successivamente, sono stati lanciati sul mercato nuovi e interessantissimi occhiali per la realtà aumentata, come Magic Leap, Hololens 2 o Nreal, a conferma della solidità dell’impegno in questo nuovo settore. Le sfide principali dei prossimi anni consisteranno nel rendere questi occhiali più accessibili al mercato di massa e nella comparsa di applicazioni che sfruttino al meglio le loro capacità per migliorare la nostra vita quotidiana.
Innovae ha due prodotti che si basano sulla realtà aumentata per svolgere operazioni tecniche attraverso la guida dei processi e l’assistenza remota.
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Differenze tra realtà virtuale e realtà aumentata
Da quando gli occhiali per la realtà aumentata hanno iniziato a essere utilizzati, può essere più facile confondere queste due tecnologie. Le differenze principali tra le due tecnologie risiedono essenzialmente nell’intensità dell’esperienza immersiva.
Diciamo che la massima immersione si ha quando tutte le sensazioni che l’utente percepisce sono create dal computer, cioè virtuali. Questo sarebbe il caso della Realtà Virtuale e degli occhiali “chiusi”, che non permettono all’utente di vedere nulla di ciò che accade al di fuori dell’ambiente virtuale.
Gli occhiali per la realtà aumentata, invece, sovrappongono le informazioni alla nostra posizione, in modo da renderci conto di dove ci troviamo effettivamente o degli ostacoli presenti in una stanza.
Las aplicaciones de la Realidad Virtual y la Realidad Aumentada son muy diferentes, precisamente por esta variación en la intensidad de la inmersión.
In teoria, la Realtà Aumentata avrà una proiezione molto più ampia della realtà virtuale, in quanto può essere incorporata in qualsiasi ambito della nostra vita, essendo una tecnologia che arricchisce esperienze e processi.
La Realtà Virtuale, invece, ci permette di simulare esperienze in un ambiente controllato, quindi per promuoverne l’uso dobbiamo cambiare le nostre abitudini e i nostri costumi su come fare qualcosa, in modo più radicale rispetto alla Realtà Aumentata.
Principali vantaggi della realtà aumentata
La realtà aumentata è una tecnologia che offre un’interfaccia migliorata per accedere a informazioni o servizi.
Consente all’utente di accedere rapidamente alle informazioni di cui ha bisogno da qualsiasi luogo, a mani libere.
Accesso rapido alle informazioni grazie al rilevamento di schemi visivi calibrati.
Contenuti e animazioni 3D di alta qualità integrati nello spazio reale.
Le interfacce utente multimodali, i gesti e la voce possono essere utilizzati per interagire con le applicazioni.
Sensibile all’ambiente e alla posizione, in modo che il contenuto cambi a seconda di dove si muove l’utente.
Arricchisce qualsiasi attività quotidiana grazie a informazioni estese e utili in ogni momento.
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Usi attuali della Realtà Aumentata
Le applicazioni della Realtà Aumentata sono molto varie e praticamente in ogni contesto di utilizzo si possono trovare modi per migliorarne il risultato.
Alcuni esempi di realtà aumentata sono i seguenti.
Marketing
La pubblicità su carta stampata e quella di convenienza sono ancora oggi ampiamente utilizzate dai marchi per promuoversi. Un’applicazione comune della realtà aumentata consiste nel potenziare questi annunci attraverso un’applicazione mobile pubblicata nei market store. Attraverso l’app si può accedere a contenuti aggiuntivi come video o animazioni 3D, sconti, regali o simili.
Un’altra possibilità è quella di aumentare direttamente i prodotti, ad esempio, in una concessionaria, si potrebbero visualizzare informazioni aggiuntive sopra ogni auto, mostrando equipaggiamenti opzionali o parti del motore che non sono visibili.
I cataloghi aumentati sono molto comuni anche nelle applicazioni di marketing. Permettono all’utente di capire meglio come funziona un prodotto, come viene assemblato o come si integra in un insieme più ampio.
Formazione
Ci sono molti modi in cui la realtà aumentata può essere applicata per migliorare la formazione.
Spesso dobbiamo consultare un manuale cartaceo quando maneggiamo oggetti fisici, ad esempio quando montiamo mobili o azioniamo macchinari.
In questi casi, la realtà aumentata con gli occhiali offre un enorme potenziale, poiché oltre a lasciare le mani libere per eseguire il montaggio, le informazioni vengono visualizzate nel punto più interessante, o addirittura sovrapposte all’oggetto su cui si deve operare.
Educazione
I libri di testo non saranno più gli stessi quando si aggiungerà la realtà aumentata per godere di lezioni interattive in 3D di anatomia, chimica o storia.
La possibilità di collegare informazioni tridimensionali al materiale scolastico facilita notevolmente la comprensione delle materie.
Un altro aspetto molto rilevante dell’applicazione della realtà aumentata nel mondo dell’istruzione è che fornisce agli studenti un ambiente interattivo con la conoscenza.
La libertà di manipolare gli elementi 3D e di esplorare le scene è molto divertente e aumenta la motivazione degli studenti per aumentare il ritmo di apprendimento.
Industria 4.0
L’industria è una delle prime ad adottare la tecnologia della realtà aumentata.
Le applicazioni in settori quali la manutenzione, il supporto all’assemblaggio o il controllo qualità sono già comuni nel mondo industriale.
I principali utilizzi di questa tecnologia sono legati alla presentazione di procedure guidate passo-passo, che mostrano a un operatore come eseguire un assemblaggio o una riparazione, o ai sistemi di teleassistenza che facilitano la risoluzione di incidenti a distanza, grazie al fatto che un esperto può aiutare in modo più efficace grazie alle istruzioni a schermo basate sulla realtà aumentata sull’oggetto su cui si deve operare.
Medicina
Uno degli aspetti più potenti della realtà aumentata è la capacità di mostrare cose che non sono visibili a occhio nudo. In campo medico, questo ha una moltitudine di applicazioni.
Ad esempio, un chirurgo potrebbe disporre di informazioni estese sul paziente mentre esegue un’operazione. Potrebbe persino sovrapporre delle guide al corpo del paziente per indicargli dove operare, utilizzando immagini mediche in realtà aumentata (TAC, radiografie o risonanze magnetiche).
Un vantaggio molto interessante degli occhiali a realtà aumentata per gli ambienti chirurgici è che possono essere utilizzati con la voce e i gesti, senza bisogno di toccare nulla. Non c’è quindi alcun impatto sull’indispensabile sterilizzazione di tutto ciò che si trova in una sala operatoria.
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