Компьютерра - Журнал "Компьютерра" №750

Еще недавно немецкая компания metaio, внедрившая промышленные системы дополненной реальности на нескольких автозаводах Европы, активно сотрудничала с Microvision, известным производителем наголовных дисплеев, которые с помощью лазера проецируют изображение непосредственно на сетчатку глаза. Однако практика показала, что такие устройства не обеспечивают необходимой точности трекинга и неудобны для потенциальных клиентов, причем не в последнюю очередь из-за малой распространенности.

Дорогие наголовные дисплеи становятся атавизмом, коль скоро ту же задачу можно решить с помощью стандартного железа. Теперь в metaio считают, что системы дополненной реальности нужно разрабатывать для обычных устройств - персональных компьютеров, веб-камер, мобильных телефонов…

Подобное мнение можно встретить все чаще и чаще. Дополненной реальности не стать мейнстримом, пока для нее требуются очки со встроенными дисплеями и другие диковинные устройства. Скорее всего массовые приложения дополненной реальности будут похожи на известные исследовательские проекты наподобие MARS или ARQuake не больше, чем World of Warcraft и Second Life похожи на виртуальные среды вроде CAVE или, того хуже, воображаемые "киберпространства" и "метаверсы", а реальный World Wide Web образца 2008 года - на замыслы Тима Бернерса-Ли в 1991 году. Но чем заменить виртуальные очки?

Подобрать интерфейсную метафору, приближающуюся к ним по интуитивности, очень непросто. Один из самых перспективных кандидатов - это метафора "волшебной линзы". Устройство, необходимое для ее использования, есть у миллионов уже сегодня.

У меня в руках - смартфон Nokia. Может показаться, что на его экран просто-напросто выведен видеосигнал со встроенной камеры, но все гораздо сложнее.

Заметить разницу легко: достаточно посмотреть через телефон на рекламный плакат, который лежит передо мной на столе. В уголке плаката напечатана контрастная решетка с черными и белыми квадратами, напоминающая маленький кроссворд, но на экране мобильника она не видна. На ее месте появляется маленькая кроссовка из рекламы, которую можно осмотреть со всех сторон и даже заглянуть внутрь - она объемная и почти настоящая.

Черно-белая решетка - это маркер, по которому разработанная в metaio программа Unifeye Mobile вычисляет положение плаката в пространстве относительно объектива камеры. Затем программа рендерит трехмерную модель под соответствующим углом и в реальном времени накладывает ее на видео. Десять лет назад такая задача была не под силу даже неплохим настольным компьютерам, но современные смартфоны давно превзошли их по производительности. Вдобавок почти в каждом из них теперь есть встроенная камера, а в некоторых - даже аппаратный ускоритель трехмерной графики. Для многих приложений дополненной реальности большего и не требуется. Правда, количество кадров в секунду, которое выдает Unifeye Mobile на моей "нокии", оставляет желать лучшего, но иного я и не ждал - в конце концов, это не самая мощная модель. Еще пара лет, и производительность большинства смартфонов сравняется с потребностями подобных программ.

Unifeye Mobile - это экспериментальная программа, но в metaio уже использовали похожую идею в реальном проекте. Весной этого года компания создала необычные электронные путеводители для токийского выставочного центра DNP-Louvre Museum Lab. Если взглянуть на музейные стенды через экран специального планшетного компьютера с видеокамерой на оборотной стороне, среди экспонатов обнаружится трехмерный человечек в костюме ученого XVII века - это виртуальный экскурсовод по имени Губерт Роберт.

Нарисованный монгольфьер показывает посетителям маршрут, а экспонаты в дополненной реальности снабжаются пояснениями и анимированными иллюстрациями.

От DNP-Louvre Museum Lab рукой подать до расположенной по соседству компьютерной лаборатории Sony, где в начале девяностых была изобретена интерфейсная метафора "волшебной линзы", на которой основан и Enkin, и мобильные приложения metaio. "В отличие от настоящей линзы, которая увеличивает мир оптически, система, основанная на этом подходе, увеличивает информацию о мире", - так объяснял свою идею Дзюн Рекимото в статье 1994 года "Мир через компьютер". Устройство под названием Navicam, которое он собрал, чтобы проверить эффективность этого подхода, поразительно похоже на планшетные компьютеры из DNP-Louvre Museum Lab. Правда, внутри Navicam компьютера не было - времена не те. Изображение, поступающее с камеры, закрепленной на обратной стороне переносного ЖК-дисплея, обрабатывалось на мощной рабочей станции, которую соединял с устройством толстый кабель.

В видеосигнале машина пыталась отыскать ярлыки с цветным штрих-кодом - материальные гиперссылки, связывающие реальный предмет с информацией, хранящейся в компьютере. Когда это удавалось, на экране Navicam появлялось полупрозрачное окошко с текстом, на который указывал найденный код. Ярлык на библиотечной полке сообщал о новых журналах, ярлык на двери лаборатории вел к справке о ее сотрудниках, а ярлык, прилепленный к настенному календарю, выводил список запланированных встреч.

Свою задачу Рекимото видел в том, чтобы сделать компьютер невидимым, а для этого, по его мнению, компьютер должен стать вездесущим. "Самые совершенные технологии - те, что становятся незаметными.

Они настолько вплетены в ткань повседневной жизни, что неотличимы от нее", - написал в 1991 году глава компьютерной лаборатории Xerox PARC Марк Вейзер.

Он полагал, что "вездесущий компьютер" (ubiquitous computing) - это следующий этап развития техники, который ждет нас после персональных компьютеров.

Рекимото разделял взгляды Вейзера, и хотя его подход немного отличался, главное было общим: на экране Navicam весь мир превращался в один гигантский компьютерный интерфейс.

Но как управлять таким интерфейсом?

"Указание - вот естественный жест, обозначающий запрос информации об определенном объекте или месте", - говорит глава компании GeoVector Джон Элленби, тоже выходец из Xerox PARC. Покинув знаменитый исследовательский центр, Элленби основал фирму Grid Systems, которая в 1982 году выпустила первый в истории ноутбук с ЖК-дисплеем. Впрочем, дело не заладилось - из-за высокой цены ноутбук не получил широкого распространения. Следующее предприятие Элленби, компания Geovector, оказалось более успешным. Уникальный мобильный геосервис, который ей принадлежит, можно считать прямым предшественником Enkin.

Согласно официальной легенде, которую Элленби повторял журналистам множество раз, все началось в 1991 году, когда он с сыном плыл на яхте вдоль берегов Мексики. При навигации они перепроверяли свои координаты по известным ориентирам на берегу, и в какой-то момент ему пришло в голову, что было бы неплохо каким-то образом связать воедино бинокль, электронный компас и устройство позиционирования. Получившийся в итоге продукт разительно отличается от исходного замысла, но так обычно и бывает.

Сервис Geovector работает на мобильных телефонах со встроенными приемником GPS и электронным компасом. Достаточно направить мобильник в интересующем направлении, чтобы найти в Сети сведения о расположенном прямо по курсу здании, а порой даже получить список подходящих вариантов действия. Если попросить Geovector отыскать кафе или ресторан, телефон перечислит окрестные заведения общепита, а стрелка укажет направление, в котором следует двигаться, чтобы добраться до ближайшего.

Хотя в Geovector не используется наложение информации на живое видео, у сервиса много общего с мобильными системами дополненной реальности. Он решает ту же задачу - налаживает связь между миром и компьютерной информацией о нем.

Geovector работает только в Японии, и причина тому проста: только в этой стране в изобилии доступны мобильные телефоны с полным набором датчиков, необходимым для такого сервиса. Хотя мобильник, в который встроен не только приемник GPS, но и компас, есть у миллионов японцев, в Европе и США такие телефоны еще в диковинку - выпущенный в нынешнем году Nokia 6210 Navigator был едва ли не первым.

Но ситуация изменится быстро - создатели Enkin, который нуждается в не менее экзотическом наборе датчиков, убеждены в этом. "Еще несколько лет назад распространенные ныне датчики вроде GPS или акселерометров были такой же редкостью, как электронные компасы или мощная 3D-графика", - напоминает Рафаэль Шпринг. Будет спрос - предложение не заставит себя ждать. Даже в недорогих мобильных телефонах скоро появится GPS. "Все это случится куда быстрее, чем через десять лет", подтверждает Алекс Ламбеек, вице-президент Nokia, отвечающий за "бюджетные" модели.

Но кто может потратить несколько лет на ожидание? Когда в исследовательском подразделении Nokia начинали работу над программой MARA, в ассортименте крупнейшего производителя сотовых телефонов не нашлось ни единой модели с необходимыми функциями. Для экспериментов с мобильной дополненной реальностью пришлось соорудить конструкцию, состоящую из телефона Nokia 6680 и самодельной приставки, внутри которой скрывался модуль Bluetooth, приемник GPS, трехосный акселерометр и электронный компас. Еще в 2006 году MARA обладала многими возможностями, которые затем независимо от Nokia Макс Браун и Рафаэль Шпринг воспроизвели в Enkin, но в отличие от него, увы, представляла собой очередной лабораторный проект, крайне интересный, но ни к чему не ведущий.