Рефереат цифровые технологии. Реферат по дисциплине Теория цифровой экономики
 Скачать 1.09 Mb.
|
|
Министерство науки и высшего образования РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Волгоградский государственный технический университет Факультет подготовки инженерных кадров Кафедра «Экономика и предпринимательство» РЕФЕРАТ по дисциплине «Теория цифровой экономики» на тему: «Виртуальная, дополненная и смешанная реальность.» ВАРИАНТ № 4 Выполнил: Ли К.Ю. Группа ЭМЭ-457 Зачетная книжка 19106241 Проверила: д.э.н., доцент Коробейникова О.М. Волгоград, 2023 Оглавление Введение…………………………………………………………………………... 3 История возникновения и развития технологий виртуальной и дополненной реальности ………………………………………………………………………...4 Устройства виртуальной реальности……………………………………….……6 Устройства дополненной реальности……………………………………………8 Устройства смешанной реальности. …………………………………………….9 Применение виртуальной и дополненной реальности в разных областях…...10 Направления развития рынка технологий виртуальной и дополненной реальности .………………………………………………………………………13 Проблемы развития технологий виртуальной и дополненной реальности…..15 Заключение…………………………………………………………….…………16 Список используемой литературы ………………………………………..……17 Введение Рынок мобильных устройств, стремительно расширяющийся последнее десятилетие, оказал значительное влияние на развитие технологий дополненной и виртуальной реальности. В настоящее время возможности виртуальной реальности всё ещё недоступны массовому потребителю, но крупные компании вовсю занимаются развитием и внедрением этих технологий. Растущая мощность устройств и повсеместная цифровая трансформация вывели технологии виртуальной и дополненной реальности на принципиально новый уровень, где они далеко выходят за пределы индустрии развлечений и охватывают широкий спектр сфер человеческой деятельности. Виртуальная реальность (англ. virtual reality, VR) — созданный техническими средствами мир, передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, осязание. Виртуальная реальность имитирует как воздействие, так и реакции на воздействие. Дополненная реальность (англ. augmented reality, AR) — результат введения в зрительное поле любых сенсорных данных с целью дополнения сведений об окружении и изменения восприятия окружающей среды. Смешанная реальность (англ. mixed reality, MR) — это мир, в котором виртуальные и реальные объекты взаимодействуют между собой. Пользователь может оценить передний и задний план, как объекты расположены относительно друг друга — появляется полноценная точка соприкосновения цифрового объекта и реального мира. Таким образом, коренное различие виртуальной и дополненной реальности состоит в том, что виртуальная конструирует новый искусственный мир, а дополненная реальность лишь вносит отдельные искусственные элементы в восприятие реального мира. Дополненная реальность ближе к реальному миру, а виртуальная – ближе к виртуальному. История возникновения и развития технологий виртуальной и дополненной реальности Принято считать, что развитие виртуальной реальности началось в 50-е годы прошлого века. В 1961 году компания Philco Corporation разработала первые шлемы виртуальной реальности Headsight для военных целей, и это стало первым применением технологии в реальной жизни. Но опираясь на сегодняшнюю классификацию, систему, скорее, отнесли бы к AR-технологиям. Отцом виртуальной реальности по праву считается Мортон Хейлиг. В 1962 он запатентовал первый в мире виртуальный симулятор под названием «Сенсорама». Аппарат представлял собой громоздкое устройство, внешне напоминающее игровые автоматы 80-х, и позволял зрителю испытать опыт погружения в виртуальную реальность, например, прокатиться на мотоцикле по улицам Бруклина. Но изобретение Хейлига вызывало недоверие у инвесторов и учёному пришлось прекратить разработки. Через несколько лет после Хейлига похожее устройство представил профессор Гарварда Айван Сазерленд, который вместе со студентом Бобом Спрауллом создал «Дамоклов меч» — первую систему виртуальной реальности на основе головного дисплея. Очки крепились к потолку, и через компьютер транслировалась картинка. «Дамоклов меч» считался первым шлемом и дополненной реальности. Шлем был примитивным как с точки зрения интерфейса, так и по реализму изображения, а его вес был таким большим, что он подвешивался к потолку. Грозный вид устройства дал ему соответствующее название. Первые попытки реализовать дополненную реальность относятся к началу XX века. Еще во времена Первой мировой войны в авиации начали использовать коллиматорные прицелы – оптические устройства, комбинирующие естественное изображение цели с наложенным изображением прицельной марки, спроецированной в бесконечность Дополненная реальность шла рука об руку с виртуальной вплоть до 1990 года, когда учёный Том Коделл впервые предложил термин «дополненная реальность». В 1992 году Льюис Розенберг разработал одну из самых ранних функционирующих систем дополненной реальности для ВВС США. Экзоскелет Розенберга позволял военным виртуально управлять машинами, находясь в удалённом центре управления. В начале 2000-х годов разработчики технологий дополненной и виртуальной реальности обратились к индустрии развлечений. В 2000 году благодаря технологиям дополненной реальности в игре Quake появилась возможность преследовать чудовищ по настоящим улицам. Для этого нужен был виртуальный шлем с датчиками и камерами, что не способствовало популярности игры, но стало предпосылкой для появления известной ныне PokemonGo. В 2010-х технологии дополненной и виртуальной реальности сделали еще один шаг в сторону потребительской аудитории. 1 августа 2012 года малоизвестный стартап Oculus запустил кампанию по сбору средств на выпуск шлема виртуальной реальности на платформе Kickstarter. Разработчики обещали пользователям «эффект полного погружения» за счет применения дисплеев с разрешением 640 на 800 пикселей для каждого глаза. В 2014 году компания Google начала тестирование GoogleGlass – мини-компьютера, встроенного в оправу очков. В 2016 году компания Microsoft представила HoloLens – умные очки для работы с дополненной реальностью. Эти события содействовали активному продолжению работ в области технологий дополненной и виртуальной реальности. Впервые термин MR появился в 1994 году в документе под названием A Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays. Пол Милграм и Фумио Киширо определили MR как всё, что находится между крайностями виртуального континуума. Если по-простому: есть реальный мир и VR, и вот MR где-то посередине между ними. Из-за такого определения в англоязычном мире иногда AR и MR воспринимаются как синонимы. Границы этих технологий действительно сильно размыты и трудноразличимы. Например, в 2016 году компания Microsoft выпустила голографическую гарнитуру HoloLens и называла ее MR-очками. Устройство представляет собой прозрачные очки, через которые видно реальную физическую среду. При этом алгоритмы проецируют на эти очки двухмерные объекты, с которыми можно взаимодействовать, например, через Windows 10. Информационные окна, с которыми можно работать на компьютере или телефоне, помещаются на стенах, а устройство запоминает их положение. Устройства виртуальной реальности Шлемы и очки (Head Mounted Display, HMD). В шлеме перед глазами пользователя расположены два дисплея, шоры защищают от попадания внешнего света, предусмотрены стереонаушники, встроенные акселерометры и датчики положения. На дисплеях транслируются немного смещенные друг относительно друга стереоскопические изображения, обеспечивая реалистичное восприятие трехмерной среды. В большинстве своем продвинутые шлемы виртуальной реальности довольно громоздкие, но в последнее время появляются упрощенные легкие варианты (в том числе картонные), которые обычно предназначены для смартфонов с приложениями виртуальной реальности. Шлемы для виртуальной реальности делятся на три типа: настольные шлемы подключаются к компьютеру (HTCVive, OculusRift) или консолям (Playstation VR), требуют высокой мощности аппаратных средств; дешевые мобильные гарнитуры работают в связке со смартфонами, менее требовательные и громоздкие, чем компьютерные, представляют собой держатель для смартфона с линзами (Samsung Gear VR, Google Cardboard, YesVR); автономные очки виртуальной реальности – самостоятельные устройства, работают под управлением специальных или адаптированных операционных систем, обработка изображения происходит непосредственно в самом шлеме: OculusGo, HTCViveFocus, SulonQ, DeePoon, AuraVisor. Комнаты виртуальной реальности (Cave Automatic Virtual Environment). Изображения транслируются непосредственно на стены комнаты, чаще всего это Motion Parallax 3D-дисплеи (с их помощью у пользователя формируется иллюзия объемного предмета, поскольку на экране отображается специальная проекция виртуального объекта, сгенерированная в зависимости от положения пользователя относительно экрана). Иногда для создания эффекта полного погружения в таких комнатах используются 3D-очки или даже шлемы. Некоторые эксперты считают, что такой вид виртуальной реальности более совершенен, так как дисплеи позволяют отображать виртуальные элементы в более высоком разрешении, нет необходимости надевать громоздкие устройства и путаться в проводах, отсутствует эффект укачивания, упрощается самоидентификация, потому что пользователь постоянно видит себя. Вспомогательные гарнитуры. Информационные перчатки и джойстики помогают лучше распознавать положение пользователя в пространстве и его действия. Например, перчатки Dexmo способны передавать физические ощущения от взаимодействия человека с виртуальными объектами. Они отслеживают 11 степеней свободы движения рук пользователя и воздействуют на каждый отдельный палец в момент прикосновения руки к виртуальному объекту. Иные устройства. К ним можно отнести различные ножные платформы (3DRudder) и беговые дорожки (VirtuixOmni). Пользователь имеет возможность контролировать движения своих ног, а в случае с дорожками – даже перемещаться в пространстве, не опасаясь столкнуться с препятствиями в реальном мире. Устройства дополненной реальности Умные очки и шлемы. При помощи технологии компьютерного зрения автономные и компактные устройства со встроенными датчиками и камерами позволяют анализировать пространство вокруг пользователя, формировать карту пространства для ориентирования в ней. Большинство очков оснащено функцией распознавания голоса и движений, ими можно управлять, не задействуя рук. Изображения проецируются на линзы очков или специальные мини-дисплеи, нет необходимости в дополнительных метках для генерации контента. Различают бинокулярные (Hololens, DAQRISmartGlasses, Meta 2); монокулярные (GoogleGlass, Vuzix M3000) модели очков и шлемов. Мобильные устройства. Практически любой современный смартфон или планшет может стать устройством дополненной реальности, достаточно лишь установить соответствующую программу. Для распознавания объектов чаще всего применяются маркерная технология, маркерами могут выступать QR-коды, сгенерированные точки, логотипы, компьютерное зрение и распознавание лиц. Интерактивные стенды и киоски, проецируемые в дополненной реальности. Инструмент широко используется в сфере продаж, на различных выставках. Стенды и киоски представляют собой широкоформатные экраны, позволяющие отображать фотореалистично визуализированные объекты в определенном контексте (например, демонстрация определенных функций продукта), просматривать информацию в интерактивном режиме. Изображение накладывается на любую поверхность (объект). Подводя итог, стоит сказать, что на сегодняшний день рынок технологий дополненной и виртуальной реальности только начинает развиваться и применение технологий не ограничится лишь сферой развлечений и игр. Уже сегодня проекты с их использованием помогают не только создавать концептуально новые рынки, но и расширять уже имеющиеся. Устройства смешанной реальности. Устройства смешанной реальности (MR) - это новая технология, которая сочетает в себе элементы как виртуальной реальности (VR), так и дополненной реальности (AR), позволяя пользователям взаимодействовать с цифровыми и физическими объектами в одной среде. Основная функция этих устройств заключается в создании захватывающего опыта, в котором виртуальные ресурсы сосуществуют с реальным окружением и часто реагируют на него. Вот некоторые широко известные устройства MR: 1. Microsoft HoloLens: HoloLens - самое известное MR-устройство на рынке. Это автономная гарнитура, которая использует датчики, камеры и голографические дисплеи, позволяя пользователям взаимодействовать с цифровым контентом и голограммами, оставаясь в курсе физического окружения. HoloLens находит применение в различных областях, включая здравоохранение, образование, развлечения и промышленный дизайн. 2. Magic Leap One: Magic Leap One - это легкая гарнитура MR, которая использует технологию Lightfield для проецирования цифровых объектов на реальное окружение пользователя. Благодаря мощному вычислительному блоку и широкому спектру датчиков Magic Leap One отслеживает движения и взаимодействия пользователей, создавая смешанную реальность, находя применение в таких областях, как игры, архитектура и совместная работа. 3. Meta 2: Meta 2 - это гарнитура MR, которая обеспечивает широкое поле зрения и дисплей с высоким разрешением. Он позволяет пользователям взаимодействовать с цифровым контентом с помощью естественных жестов рук, что делает его идеальным выбором для приложений в сфере образования, науки и техники. 4. Nreal Light: Nreal Light - это компактное устройство для очков MR, которое подключается к смартфону или вычислительному устройству. Он накладывает цифровую информацию на экран пользователя и предназначен для повседневного использования, такого как навигация, игры и приложения для повышения производительности. Поскольку технология MR продолжает развиваться, мы можем ожидать разработки и выпуска новых, более совершенных устройств, которые еще больше изменят наше взаимодействие с окружающей средой и облегчат бесшовную интеграцию цифрового и физического миров. Применение виртуальной и дополненной реальности в разных областях Энергетическая и строительная отрасль В качестве реализованных примеров применения технологий виртуальной реальности в России можно привести АО «Росатом». Для эффективного строительства энергоблоков атомной электростанции им необходим был инструмент, который позволил бы оптимизировать процесс строительства: проводить детальное моделирование плана производства работ, менять последовательность действий в зависимости от графика поставок подрядчиков и субподрядчиков и минимизировать риски и последствия задержек. Таким инструментом стала система виртуальной реальности типа VE CADWall, состоящая из большого плоского экрана и нескольких проекторов, выводящих бесшовное изображение в 3D-формате в масштабе 1:1. Система интерактивного взаимодействия обеспечивает отслеживание перемещения человека перед виртуальной сценой, а костюм и перчатки виртуальной реальности позволяют ему взаимодействовать с виртуальными объектами: отрабатывать процессы сборки, обеспечения увязки, собираемости и взаимозаменяемости деталей. Кроме того, в VR-систему была интегрирована система ВКС для проведения конференций и совещаний в штабе строительства. На данный момент система используется Росатомом для обслуживания и контроля процесса строительства АЭС, а также для обучения персонала и презентаций. Медицина Системы виртуальной реальности могут быть эффективно использованы и уже применяются в медицине. Восприятие врачом трехмерной информации о пациенте (томография, трехмерные данные рентгеновских аппаратов, УЗИ и т.д.) позволяет значительно улучшить качество работы медиков. Интерактивные модели и реконструкция органов используются для обучения, проектирования хирургического вмешательства. С помощью специализированного софта медики могут разрабатывать модели индивидуальных протезов на основе сканирования пациента. Создание тренажеров-симуляторов на базе технологий виртуальной реальности позволяют существенно улучшить качество обучения врачей, сократить затраты на него и снизить количество врачебных ошибок. Используя электромагнитные, пневматические и гидравлические системы, можно моделировать виртуальный скальпель или другой инструмент с помощью систем управления и трекинга (например, виртуальной перчатки, и системы, моделирующей тактильные ощущения). Планируется, что перчатки виртуальной реальности найдут применение не только в видеоиграх и цифровых развлечениях, но и в хирургии. Практиковаться на виртуальных трупах дешевле, чем на реальных, и более гуманно, чем на подопытных животных. Многие сложные операции (например, пластическая хирургия) требуют тщательной отработки и предварительного моделирования действий врача. Медицинские симуляторы позволяют «проиграть» весь ход операции заранее, выявить сложные места, подготовиться к различным сценариям. Промышленность и бизнес Использование технологий VR и AR в корпоративных целях становится нормой, которая позволяет экономнее и продуктивнее проводить обучение сотрудников, отрабатывать сложные и нестандартные ситуации. Появилась возможность убрать привязку к георасположению. Использование одного рекламного AR приложения компанией Volvo позволило увеличить трафик на сайт компании на 293%, показатель намерения совершить покупку увеличился на 88%, а узнаваемость бренда повысилась на 240%. За счет игрового формата приложения удалось привлечь внимание более молодой аудитории — потенциальных владельцев авто Volvo Можно ли продавать автомобили с помощью VR? Активно ведутся эксперименты. Екатеринбургская компания U360 разработала видеоролик в 360° для компании «Автоплюс», местного дилера Jaguar. Надев очки виртуальной реальности дома или шлем Samsung Gear VR в автосалоне, человек может почувствовать себя за рулем автомобиля, «проехаться» с ветерком, рассмотреть салон и приборную панель. Автобренды экспериментируют с панорамным видео повсеместно — тест-драйв Jaguar в 360° сняли также и на Тайване. Образование Использование виртуальной реальности позволяет разнообразить образовательный процесс, сделать обучение более интерактивным и увлекательным. Исследование, проведенное в Китае, показало, что использование VR в обучении повышает успеваемость на 15-25 %. Чешский разработчик Томас Марчианчик создал World of Comenius — образовательную VR-среду, названную в честь знаменитого чешского педагога Яна Амоса Коменского. World of Comenius помогает школьникам освоить учебный материал — от скелета человека до устройства клетки. Московский центр качества образования (МЦКО) работает над внедрением виртуальной реальности для обучения школьников астрономии. С помощью VR школьники смогут перемещаться между планетами и орбитами, изучая их устройство. VR технологии виртуальной реальности применяет также Корпоративный университет Сбербанка — в рамках обучения публичным выступлениям VR используется для симуляции различных нестандартных ситуаций. Направления развития рынка технологий виртуальной, дополненной и смешанной реальности.  Таблица 1. Применение технологий виртуальной, дополненной и смешанной реальности. Рис.1 – доля продаж ПО виртуальной и дополненной реальности к 2025 году, млрд долл. Специалисты пришли к выводу, что, помимо сферы развлечений, в ближайшем будущем технологии виртуальной и дополненной реальности получат широкое распространение не только в сфере развлечений, но и в сферах недвижимости, коммерции и здравоохранения. Аналитики считают, что доля ПО в сегменте B2C составит 54%, а в сегменте B2B – 46%. Развитие программного обеспечения и контента для дополненной реальности значительно отстанет от того же для виртуальной, и к 2025 году три четверти рынка будут принадлежать именно решениям для виртуальной реальности. Однако со временем разрыв сократится. По прогнозу GoldmanSachs, устройства виртуальной реальности вскоре станут так же популярны и функциональны, как мобильные телефоны. С помощью таких девайсов пользователи смогут смотреть кино и сериалы, присутствовать на массовых мероприятиях и совершать покупки. А это значит, что виртуальная реальность заметно расширит возможности малого и крупного бизнеса. Прогнозы других компаний отличаются от представленных в исследовании GoldmanSachs. Так, предполагается, что совокупный объем рынка аппаратного и программного обеспечения для технологий виртуальной реальности в 2023 году вырастет до 34,1 млрд долл., а для технологий добавленной реальности – до 60,5 млрд долл. Ключевым драйвером роста объема рынка устройств виртуальной реальности станет распространение шлемов виртуальной реальности благодаря индустрии игр и развлечений. По данным Аналитического центра при Правительстве РФ, 4–5 лет понадобится России, чтобы занять более 15% мирового рынка VR/AR-технологий. Три российские компании к 2024 году смогут занять 30+% одного из приоритетных рынков. Проблемы развития технологий виртуальной и дополненной реальности.  Рис.2 - Факторы, препятствующие распространению технологий виртуальной и дополненной реальностей. На данный момент главное, что тормозит развитие технологий в области развлечений, — это отсутствие у разработчиков необходимых инструментов и клиентской базы. Пользователи, в свою очередь, не до конца доверяют разработчикам программного обеспечения для виртуальной реальности из-за того, что нет громких проектов. Эту проблему пытаются разрешить многие крупные компании: Google, Facebook, Sony и Microsoft. Компания Google распространила в общей сложности несколько миллионов устройств Cardboard (один миллион из них — бесплатно, с помощью New York Times). По мнению большинства специалистов, самым популярным VR-устройством для ПК станет Oculus Rift. Заключение За последние годы в мире виртуальной реальности произошло немало изменений. Первые VR-устройства уже доступны и предлагают пользователям совершенно новый опыт. Производители оборудования модернизируют технологию год за годом, также растет число компаний-разработчиков программного обеспечения, которые специализируются на VR и внедряют технологии в повседневную жизнь с помощью простых в использовании инструментов. Но широкому распространению технологий виртуальной и дополненной реальности пока еще препятствуют как экономические, так и психологические факторы. Список используемой литературы. А.В. Иванова Технологии виртуальной и дополненной реальности: возможности и препятствия применения// cyberleninka.ru URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tehnologii-virtualnoy-i-dopolnennoy-realnosti-vozmozhnosti-i-prepyatstviya-primeneniya/viewer A.C. Серая, А.Ю. Сергиенко Технологии дополненной и виртуальной реальности: сферы применения// scienceforum.ru URL: https://files.scienceforum.ru/pdf/2020/5e1da2de75eea.pdf В.А. Кузнецов, Ю.Г. Руссу, В.П. Куприяновский Об использовании виртуальной и дополненной реальности// cyberleninka.ru URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ob-ispolzovanii-virtualnoy-i-dopolnennoy-realnosti/viewer Виртуальная реальность. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Виртуальная_реальность#Дополненная_реальность Дополненная реальность. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Дополненная_реальность Смешанная реальность. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Смешанная_реальность https://remontcompa.ru/raznoe/1777-virtualnaya-dopolnennaya-i-smeshannaya-realnost.html https://learn.microsoft.com/ru-ru/windows/mixed-reality/discover/mixed-reality |