Revista >> Iunie 2020 [Nr. 225] >> IT&C

Realitatea mixată

Mircea Badut

24 Iunie 2020

În lumea dinamică a aplicaţiilor de la fuziunea dintre optică şi informatică observăm în ultimul timp încă o deplasare de paradigmă: de la realitatea augmentată (AR) la realitatea mixată (MR), aşa cum anterior am fost martori la trecerea de la realitatea virtuală (VR) la AR.

Retrospective, perspective şi concepte
Analiştii economiei IT ne-au tot atras atenţia că "ochelarii inteligenţi" – precum Google Glass ori Magic Leap One – nu au avut un succes răsunător pe piaţa "consumer", așa cum se previziona în urmă cu şase-şapte ani. Însă mersul lucrurilor a făcut ca unele dintre soluţiile de ochelari/căşti AR/MR (augmented/mixed reality) să îşi găsească o mulţime de aplicări în segmente profesionale/industriale, ceea ce nu doar că le-a menţinut în atenţie, ci a şi furnizat motivaţie pentru o serie de dezvoltări. Rămânând în zona conceptelor, am putea spune că succesul AR/MR în sfera "business" se datorează şi paradigmelor "Industry 4.0" şi "IIoT" (Industrial Internet of Things) care au început deja să reformeze sectorul industrial. De fapt, suntem aici la limita paradoxului: în vreme ce reforma industrială impune conceptul "smart factory" şi deci promovează fabrica complet automatizată, aptă să lucreze fără (sau cu cât mai puţini) oameni, aplicările AR/MR din industrie vizează exact domeniile în care este necesară intervenţia umană (mentenanţa uzinală, operaţiile de asamblare/montaj, reviziile tehnice, depozitare/logistică, inventariere, ş.a.). Reţinem deci că echipamentul AR/MR este destinat eminamente oamenilor, şi notăm succint şi alte domenii de aplicare: medicină; educaţie/instruire; cercetare; etc.

Însă, dincolo de balansarea aceasta între segmentele divertisment şi profesional ale pieţei IT, poate că este mai interesant faptul că acronimul AR tinde să fie înlocuit de MR. Şi vom vedea că nu este doar înlocuirea unui concept cu unul mai simplu şi mai clar, ci chiar o treaptă de evoluţie, sugerând mai multă cuprindere.

În vreme ce VR (conceptul iniţial din desfășurarea noastră) însemna o imersare completă a utilizatorului într-o realitate virtuală (prin folosirea unei căşti care îl izola de exterior), aplicaţiile AR au adus suprapunerea de informaţii vizuale peste imaginea realităţii înconjurătoare (prin folosirea de ochelari/căşti cu care utilizatorul vede realitatea din jur). Ecranul AR trebuie să fie esenţialmente transparent şi se bazează pe posibilitatea de a proiecta imagini în câmpul vizual al utilizatorului, imagini digitale furnizate în corelaţie cu realitatea vizată de purtătorul ochelarilor/căştilor. Dar iată că, la câţiva ani de la apariţia abrevierii AR, apare un concept nou care preia dezvoltarea ramurii: Mixed Reality. Pe lângă avantajul semantic evident, acest MR aduce un nivel în plus de implicare şi anume o participare mai intensă a utilizatorului: acesta poate interacţiona mai mult cu cele două lumi, reală şi virtuală/sintetică. (De exemplu, utilizatorul poate roti/deplasa imaginea holografică a obiectului virtual pentru o poziţionare mai bună/convenabilă relativ la realitatea din câmpul său vizual.)

Putem spune că trecerea de la AR la MR vădeşte şi o dezvoltare sinergică, ce corelează creşterea potențelor (obţinute atât prin miniaturizarea şi optimizarea componentei opto-electronice, cât şi prin creşterea capacităţilor de procesare a informaţiei digitale) cu potenţialul de aplicare, deja testat în diverse domenii profesionale. Mai notăm, la dicţionarul domeniului, şi celălalt acronim oarecum echivalent: HUD – head-up display.

Despre imagine şi aspecte concrete
Echipamentul AV/MR, concretizat într-o pereche de ochelari sau într-o cască cu vizor, îi va permite utilizatorului să vadă realitatea din jur şi va suprapune peste aceasta imagini textuale şi grafice furnizate de un dispozitiv de calcul (PC, smartphone, tabletă, server, serviciu web/cloud). Imaginea generată de calculator este adusă în câmpul vizual printr-o mică videoproiecţie (presupunând deci un micro-echipament optic de proiecţie şi un ecran pe care se va reflecta imaginea sintetizată). După ce proiectanţii au reuşit să rezvole problema conflictului de focalizare (conflict fiziologic, dat de faptul că ecranul de proiecţie se află la câţiva milimetri/centimetri de cristalinul utilizatorului, pe când obiectele reale se află la mulţi metri), prin artificii optice similare au reuşit să poziţioneze imaginea virtuală la diverse adâncimi ale câmpului de vizualizare (DoF), creând astfel senzaţia de distanţă a obiectelor virtuale faţă de privitor, deci producând efectul de holografie, ceea ce avea să se împletească benefic cu obiectele generate chiar în 3D, precum cele modelate cu software-uri CAD. (Faptul că se poate impune o clarificare a conturului obiectului virtual pentru o anumită distanţă de focalizare a cristalinului pe direcţia privirii constituie premisa pentru asignarea acestui obiect la obiectul real corespondent.)

La MWC Barcelona 2019 (Mobile World Congress fiind cea mai mare expoziţie şi conferinţă mondială dedicată industriei mobile), compania Microsoft a lansat produsul "HoloLens 2", ca versiune îmbunătăţită a dispozitivului HoloLens lansat în 2016. HoloLens 2 este o cască MR uşoară, realizată din fibră de carbon, al cărei afişaj 3D este controlat de un dispozitiv opto-electronic realizat în tehnologie MEMS (micro-electro-mechanical system).

Noua cască MR de la Microsoft este prevăzută cu patru camere video ce monitorizează poziţia capului (pentru a corela imersarea utilizatorului în mediul înconjurător) şi cu două camere video lucrând în infra-roşu pentru a urmări ochii utilizatorului (direcţia curentă a privirii). Ecranul are o deschidere a câmpului vizual de 52°, iar afişarea se poate face cu o rezoluţie de 2048×1080 pixeli.