واقعیت افزوده و شهر هوشمند
Augmented Reality) AR) یا واقعیت افزوده، محیطی دیداری و شنیداری است که اطلاعاتی افزون بر آنچه از محیط پیرامون خود توسط حواس پنجگانه دریافت می‌کنیم، در اختیار ما قرار می‌دهد. در آینده‌ای نزدیک با یک جفت صفحه شیشه‌ای، مانند عینک که روی چشمانتان قرار می‌گیرد نگاه و نگرش شما به محیط اطراف دگرگون خواهد شد. واقعیت افزوده، بینش شما را نسبت به دنیای اطراف تغییر خواهد داد.
پیشرفت فناوری در دنیای امروز موجب شده است تا هر آنچه در محیط اطرافمان قرار دارد در بردارنده اطلاعاتی مجازی باشد و به این ترتیب می‌توان پیش‌بینی کرد در آینده‌ای نه‌چندان دور همه خیابان‌ها، ساختمان‌ها و حتی شهروندان نیز بتوانند بعضی از این اطلاعات باشند. آیا تا به حال به این موضوع فکر کرده‌اید که روزی بتوانید در حالی که از کنار یک رستوران عبور می‌کنید از فهرست غذاهای این رستوران مطلع شوید یا این که هنگامی که از کنار یک هتل عبور می‌کنید، اطلاعاتی درباره ظرفیت خالی این هتل روی دیوار ساختمان نقش بندد یا حتی این که وقتی از دریچه دوربین گوشی تلفن همراهتان به محیط اطراف خود نگاه می‌کنید، اطلاعات مکان‌ها و اشیایی که می‌بینید در مقابل آنها به نمایش درآید.
گرچه ممکن است چنین تصور کنید که این ایده‌ها ریشه در داستان‌های علمی ـ تخیلی دارد، اما حقیقت این است که دنیای واقعیت افزوده توانسته است این امکان را در اختیار شما قرار دهد تا بتوانید این افکار را در دنیای واقعی نیز تجربه کنید. در حقیقت واقعیت افزوده به کمک شبکه‌های اینترنتی و همچنین فناوری‌ها و ابزارهای جدیدی که برقراری ارتباط شما را با دنیای مجازی پیرامونتان امکان‌پذیر می‌سازد ، دنیای جدید را پیش روی شما به تصویر می‌کشد که در این دنیای هوشمند مجازی میتوانید شکل جدیدی از فضا و اجسام پیرامونتان را ببینید.
با این سیستم، شما با انبوهی از اطلاعات مواجه می‌شوید که هم به صورت گرافیکی میتوانید آنها را ببینید و هم آنها را بشنوید. اطلاعاتی که به سهولت به دست خواهید آورد و تا کنون امکان دسترسی به آنها را نداشته‌اید. ایده اولیه واقعیت افزوده اولین بار توسط Thomas Caudell، کارمند شرکت بوئینگ در سال 1990 ارائه شد
آنچه واقعیت افزوده در اختیار ما قرار می‌دهد، دنیای واقعی و در زمان و مکانی واقعی است که حواس پنجگانه ما قادر به دریافت این واقعیت‌ها نخواهد بود. فناوری گرافیکی تصاویر که در دنیای واقعیت افزوده به نمایش درمی‌آید حتی از فناوری‌ای که در شبکه‌های تلویزیونی مورد استفاده قرار می‌گیرد هم پیشرفته‌تر است. در سیستم‌های قدیمی‌تر فقط اطلاعاتی از محدوده دید کاربر به صورت گرافیکی به نمایش درمی‌آید، اما در سیستم‌های جدید و امروزی نه‌تنها محدوده دید کاربر، بلکه اطلاعاتی که در شعاع دید کاربر قرار نمی‌گیرد نیز به صورت سه‌بعدی قابل مشاهده خواهد بود. کنترل این سیستم و ارسال دستورات لازم به آنها تنها از طریق حرکات سر و چشم کاربر انجام می‌شود و از آنجا که تصویر، فیلم و عکس مرتبط با اطلاعات مورد نیاز کاربر با هم تطبیق داده خواهد شد، فرد احساسی واقعی از زمان و مکان را از طریق این سیستم تجربه خواهد کرد.
سیستم‌های واقعیت افزوده امروزی، اطلاعاتی از محدوده دید کاربر را به صورت گرافیکی نمایش می‌دهند. ولی در سیستم‌های جدید که در حال تکمیل شدن است، علاوه بر اینکه محدوده دید کاربر به صورت سه‌بعدی قابل دیدن است، اطلاعاتی از محیط پیرامون که در شعاع دید کاربر نیست (پشت سر کاربر)، قابل دریافت می‌باشد.
کنترل و ارسال فرمان به این سیستم، از طریق حرکات سر و چشم انجام می‌گردد. این سیستم قادر به انجام عمل هم‌پوشانی است. یعنی قادر است تصویر، فیلم و عکس را به گونه‌ای روی هم تطبیق دهد که قابل دیدن و فهمیدن توسط کاربر باشد. بدین ترتیب احساسی واقعی از مکان و زمان به کاربر القا می‌شود.
اطلاعات گرافیکی که در مقابل چشمان قرار می‌گیرد به صورت سه‌بعدی است که باعث می‌شود تداعی‌کننده محیط واقعی باشد و کاربر هنگام استفاده از این وسیله نه تنها احساس ناراحتی نمی‌کند بلکه موجب خرسندی او نیز می‌گردد.
سه بخش سیستم واقعیت افزوده عبارت است از:
**صفحه نمایشگری که روی سر در مقابل چشمان قرار می‌گیرد.
** سیستم UCR که لرزش تصاویر را می‌گیرد و نیز موج رادیویی را ردیابی کرده و تصاویر را صاف و قابل دیدن می‌کند.
** قابلیت محاسبه در حین حرکت.
این سیستم فضای کوچکی مانند یک کمربند را اشغال می‌کند و اطلاعات از طریق wireless یا بی‌سیم به نمایشگری که شبیه عینک است و روی صورت قرار می‌گیرد، منتقل می‌شود. صفحه نمایشگر (Head-Mounted Displays (HMDs)s این سیستم به کاربر این اجازه را می‌دهد که تصاویر و متن‌های تولید شده را به وضوح ببیند. صفحه‌های نمایشگری که تاکنون تولید شده‌اند، قابلیت کنترل از طریق افکار انسانی را نداشته‌اند ولی سیستم‌های جدید قادر به دریافت افکار کاربر خواهند بود.
بسیاری از نمایشگرهای تولیدشده شباهت زیادی به عینک‌های اسکی دارند و عموماً با هدف واقعیت مجازی تولید شده‌اند.
دو نوع عمده HMDs که تاکنون تولید شده است:
**نمایشگر ویدئویی نازک
**نمایشگر نوری نازک
نمایشگر ویدئویی نازک تمامی محیط پیرامون کاربر را پوشش می‌دهد. این نمایشگر مجهز به دوربین ویدئویی کوچکی است که به قسمت بیرونی عینک متصل می‌شود تا تصاویر محیط اطراف را ذخیره کند و در قسمت داخلی نمایشگر، تصاویر ذخیره شده همراه با اطلاعات جانبی، برای کاربر پخش می‌شود. به عبارتی تصاویر محیط با اطلاعات گرافیکی مرتبط با آن منطبق شده و در برابر دیدگاه قرار می‌گیرد.
این مسئله تا هنگامی که کاربر به جهت و مسیر مشخصی نگاه می‌کند، مشکلی ندارد ولی در صورتی که کاربر سر خود را به اطراف تکان دهد، عمل انطباق تصاویر با اطلاعات، با تأخیری کوتاه انجام می‌شود که این خود از معضلاتی است که کارشناسان در حال بررسی در جهت رفع آن هستند. نمایشگر نوری نازک توسط برخی از شرکت‌های معتبر ساخته شده است.
تعمیر و نگهداری
یکی از کاربردهای ساده و قابل دسترس از واقعیت افزوده تعمیر و نگهداری ابزار و وسایل است. کاربران می‌توانند از جزئیات و اجزاء غیر قابل دیدن وسایلی که استفاده می‌کنند، آگاهی کامل داشته باشند. در واقع این سیستم، نمایی سه‌بعدی همراه با انواع اطلاعات کلی یا جزئی از ابزار و وسایل در اختیار قرار می‌دهد. این مسئله باعث می‌شود تا تعمیر و حفظ این وسایل با سهولت بیشتری امکان‌پذیر باشد.
نظامی
یکی از مجریان طراحی و پیاده‌سازی واقعیت افزوده نیروی دریایی امریکاست. از ده سال گذشته ارتش‌های پیشرفته دنیا از این سیستم استفاده می‌کردند و با گذشت زمان پیشرفت‌های زیادی در این عرصه به وجود آمده است.HMD HUD از انواع کلاه‌ها و عینک‌هایی است که اطلاعات زیادی در آنها ذخیره می‌شود. در نیروی هوایی نیز این سیستم کاربرد فراوان دارد.
در هواپیمای F-35 کلاه HUD (Head-Up Display)i وجود ندارد زیرا تمامی جهت‌یابی‌ها، توسط دستگاهی که متشکل از موقعیت‌یاب هواپیما و تعدادی سنسور است، انجام می‌گیرد. بعد از انجام محاسبات، تصاویر در قالب واقعیت افزوده به کلاه خلبان منتقل می‌شود. این سیستم با دقتی بالا به خلبان اجازه می‌دهد تا تمامی قسمت‌های هواپیما را زیر نظر داشته باشد. سربازان با استفاده از سیستم واقعیت افزوده قادرند به اطلاعات مفیدی از قبیل محیط اطراف مانند ورودی‌ها، محل‌های عبور، خروجی‌ها و مشخصات دیگری دسترسی داشته باشند. سربازانی که مجهز به چنین ابزاری هستند می‌توانند تمامی حرکات دشمن را بدون آنکه دیده شوند، زیر نظر بگیرند.
جهانگردی
واقعیت افزوده به کاربران این امکان را می‌دهد که با قرار گرفتن در هر مکان، اطلاعات کاملی اعم از تاریخی، اجتماعی، فرهنگی یا حتی سیاسی به دست آورند. کاربرد این وسیله برای جهانگردان، دانش‌آموزان و دانشجویانی که علاقه‌مند به دانستن اطلاعات مبسوطی از مکان‌هایی خاص هستند، بسیار مفید می‌باشد.
بازی‌های کامپیوتری
با این سیستم، بازی‌های کامپیوتری در دنیای واقعی، برنامه‌ریزی و پیاده‌سازی می‌شوند. یک پژوهشگر استرالیایی بازی کامپیوتری ابداع کرده که ترکیبی از یک بازی معروف و شبیه‌سازی زمین‌لرزه در دنیای واقعی است. او در مدل خود، محوطه دانشگاه را محیط بازی قرار داده که بازیگران در این محیط به کار و فعالیت مشغولند. این سیستم در بسیاری از بازی‌های شبیه‌ساز کامپیوتری، کاربرد فراوان دارد.
در این بازی‌ها، کاربر بیش از پیش خود را در محیط واقعی احساس می‌کند. به عنوان نمونه بازی شبیه‌سازی تیراندازی که با واقعیت افزوده همراه باشد، اطلاعاتی مبسوط از حریف مقابل، محیط پیرامون و نیز وضعیت و امکانات خود کاربر را به نمایش می‌گذارد. این مسئله در رابطه با بازی‌های اتومبیل‌رانی و خلبانی نیز صادق است. این سیستم نقاط قوت بسیار بالایی دارد. پیاده‌سازی آن در سطحی گسترده باعث می‌شود کاربردهای وسیع و همه‌جانبه آن، برای تمامی گروه‌های کاری و سنی، بیشتر مشخص شود.
واقعیت افزوده به همه افراد این امکان را می‌دهد تا در زمانی کوتاه بدون نیاز به ابزار و وسایل خاص، اطلاعات مفیدی به دست آورند.
منبع :وبلاگ یادداشت های یک مشاور
