Thực Tế ảo VR Và Thực Tế ảo Tăng Cường AR - Viblo

1. VR - AR là gì?

1.1 AR - Augmented Reality – Thực tế tăng cường

• Định nghĩa: là công nghệ mang những thứ ảo đưa vào thế giới thật, giúp người dùng nhìn thấy, cảm nhận thấy và tương tác được với các vật ảo đó tại thế giới thật.

• Mục tiêu: làm sao cho những thứ ảo (được đưa vào thế giới thật) được trở nên thật nhất.

1.2 VR – Virtual reality – Thực tế ảo

• Định nghĩa: là công nghệ tạo ra một thế giới ảo, mà khi đi vào đó, người dùng có thể dùng các giác quan để cảm nhận được như thế giới thực, thậm chí có thể tương tác qua lại với thế giới ảo đó

• Mục tiêu: làm sao cho người dùng có thể trải nghiệm được “thế giới ảo” một cách “thật” nhất, làm cho người dùng hoà nhập hẳn vào thế giới ảo đó, và quên hết đi thế giới thực tế xung quanh mình.

2. Cách thức và nguyên lý hoạt động như thế nào

2.1. Augmented Reality (AR)

AR có thể được xây dựng bằng cách thực hiện bốn nhiệm vụ cơ bản và riêng biệt, và kết hợp đầu ra một cách hữu ích.

1. Chụp màn ảnh (Scene capture): Đầu tiên, thực tế cần được tăng cường bằng cách sử dụng thiết bị chụp video như máy ảnh hoặc thiết bị nhìn xuyên thấu như màn hình hiển thị đeo vào đầu (HMD).

2. Xác định màn ảnh (Scene identification): Tiếp theo, thực tế thu được phải được quét để xác định vị trí chính xác mà nội dung ảo nên được nhúng. Vị trí này có thể được xác định bằng các dấu hiệu (thẻ trực quan) hoặc bằng cách theo dõi các công nghệ như GPS, cảm biến, hồng ngoại, hoặc laser.

3. Xử lý màn ảnh (Scene processing): Khi bối cảnh được nhận dạng và xác định rõ ràng, nội dung ảo tương ứng được yêu cầu, thường là từ Internet hoặc từ bất kỳ loại cơ sở dữ liệu.

4. Quan sát màn ảnh (Scene visualization): Cuối cùng, hệ thống AR tạo ra một hình ảnh hỗn hợp của không gian thực cũng như nội dung ảo.

Nguyên lý hoạt động

Con quay hồi chuyển (Gyroscope): được sử dụng để theo dõi các chuyển động quay

Pitch - Nghiêng lùi và tiến, như mặt phẳng tăng dần hoặc giảm dần

Yaw - Chuyển động trái và phải, giống như mặt phẳng rẽ trái hoặc phải

Roll- Theo chiều kim đồng hồ hoặc chuyển động ngược chiều kim đồng hồ

Theo dõi hướng quay là một thuật ngữ được sử dụng để mô tả cách một phần cứng xác định mức độ nghiêng của thứ gì đó.

Cảm biến chuyển động/ Bộ dò chuyển động (Motion sensors): là thiết bị phát hiện chuyển động vật lý trên thiết bị hoặc trong môi trường. Nó có khả năng phát hiện và nắm bắt các chuyển động vật lý và / hoặc động trong thời gian thực.

Chuyển động thường phản ánh đầu vào trực tiếp của người dùng Ví dụ: người dùng lái xe trong trò chơi hoặc người dùng điều khiển bóng trong trò chơi

-> Theo dõi chuyển động liên quan đến khung tham chiếu của thiết bị hoặc khung tham chiếu của ứng dụng của bạn

Chuyển động phản ánh môi trường vật lý mà thiết bị đang ngồi Ví dụ: di chuyển với bạn trong khi bạn lái xe của bạn

-> Theo dõi chuyển động liên quan đến khung tham chiếu của thế giới

Các cảm biến chuyển động của chúng thường không được sử dụng để giám sát vị trí thiết bị, nhưng chúng có thể được sử dụng với các cảm biến khác, chẳng hạn như cảm biến từ trường địa lý để xác định vị trí của thiết bị so với khung tham chiếu của thế giới.

Các loại AR:

Marker-Based Augmented Reality

https://www.youtube.com/watch?v=jAmU0L_wfV0&feature=youtu.be&t=20s

Marker-less Augmented Reality

Projection Augmented Reality

https://youtu.be/1rQKDwPQET4?t=2m4s

Superimposition Based Augmented Reality

https://youtu.be/qMGVCMucrsc

2.2. Virtual reality

Hệ thống thực tế ảo:

Phần cứng:

Máy tính : là bộ xử lí đồ họa, nó cho phép môi trường thực tế ảo chạy một cách trơn tru. Nó có thể là điện thoại, máy vi tính,...

Các thiết bị đầu vào: cho phép bạn tương tác với thế giới ảo: bộ dò tìm vị trí (position tracking), bộ giao diện định vị (Navigation interfaces). bộ giao diện cử chỉ (Gesture interfaces)

Các thiết bị đầu ra: hiển thị đồ họa để nhìn được đối tượng 3D nổi. Thiết bị âm thanh,bộ phản hồi cảm giác (Haptic feedback như găng tay), bộ phản hồi xung lực để tạo ra lực tác động như khi đi đường xóc.

Một hệ thống VR bình thường thì chỉ cần âm thanh là đủ. Nếu bạn muốn trải nghiệm được tốt hơn thì có thể sử dụng đến những thiết bị đầu ra khác.

Phần mềm:

Bất kỳ VR nào cũng phải đáp ứng 2 công dụng chính là tạo hình và mô phỏng.

• Việc tạo hình thì có thể thực hiện trên chính phần mềm đó hay sử dụng phần mềm trung gian như các phần mềm đồ họa AutoCAD, 3d Studio, 3Ds Max, Maya....
• Mô phỏng ở đây là khả năng mô phỏng các phản ứng vật lý như động học, va chạm, động lực học và mô phỏng ứng xử của đối tượng như áo dính nước thì màu áo phải đậm hơn, chiếc cốc rơi xuống bể…

3. Ưu nhược điểm của VR và AR ở thời điểm hiện tại

3.1 Ưu điểm

• Điểm nổi bật của VR là tạo ra những thứ ảo, môi trường ảo một cách rất thật. Qua đó giúp tái hiện được được những thứ đã có, hoặc trình diễn ra những thứ sẽ dự kiến sản xuất. Từ đó, việc phân tích, đưa ra quyết định sẽ được trực quan hơn, chính xác hơn, tiết kiệm thời gian hơn rất nhiều. Có môi trường ảo, cũng có nghĩa là con người có thể gặp gỡ, làm việc, trao đổi trực tiếp ở mọi nơi trên thế giới. Việc tạo ra môi trường ảo cũng hỗ trợ điều khiển từ xa dễ dàng, tạo ra nhiều khả năng có thể vươn đến hơn cho việc sản xuất. Khi có nhiều khả năng có thể vươn đến hơn thì hiển nhiên cơ hội để phát triển xa hơn sẽ có nhiều hơn.

• AR có ưu điểm là đưa thêm được nhiều thứ ảo vào thế giới thật. Vậy thì việc sản xuất sẽ trở nên thuận tiện hơn rất nhiều nếu như nhìn vào máy móc, thiết bị nào cũng có thể thấy được đầy đủ các thông tin chi tiết, trạng thái ra sao, cần phải nâng cấp như thế nào…. Rất tiện lợi, tiết kiệm được thời gian, tăng độ chính xác cho công việc.

3.2 Nhược điểm

VR hiện tại thì smartphone tuy tiện nhưng hơi hạn chế về hiệu năng, để có trải nghiệm tốt nhất, người dùng cần sử dụng các thiết bị chuyên dụng (máy VR).

Hiện tại số lượng thiết bị VR và AR bán ra không nhiều. Mà nếu mình không lầm thì hiện tại phiên bản AR thương mại chỉ có mỗi điện thoại. Kính Hololens thậm chí còn chưa bán ra. Lượng thiết bị AR hiện tại chỉ có mỗi iPhone và một vài thiết bị Android. Apple và Google đã hỗ trợ các hệ điều hành của họ các bộ Kit để lập trình viên có thể lập trình.

VR và AR đang khó khăn để tiếp cận tuy nhiên các khó khăn của VR/AR đang dần được khắc phục

3.3 Trải nghiệm của VR/AR như thế nào, hơn kém gì so với trải nghiệm truyền thống trên các thiết bị và máy tính

AR:

AR sẽ kết hợp những gì mà bạn nhìn thấy và cảm nhận ở thế giới thực. Nó sẽ bổ sung các lớp thông tin theo yêu cầu nhằm hỗ trợ nhận thức của người dùng. Ví dụ như kính thông minh – smartglasses. Khái niệm AR còn được sử dụng ở nhiều bộ phim như Iron Man – khi Người Sắt mặc áo giáp và sẽ nhìn thấy các thông tin về sự vật trước mắt; Minority Report, Wall-E, Avatar… AR đảm bảo cho bạn nhìn, nhận thức được môi trường thực và thêm vào các thông tin khác.

VR:

Đặc tính của thực tế ảo đó là sự hòa nhập (immersive). Thuật ngữ này mô tả cảm giác của bạn khi được đưa vào thế giới VR: bạn cảm thấy thế giới đó có thật không, bạn có thấy được hết những đối tượng trong đó hay không, bạn có cảm thấy như mình đang sống trong một không gian hoàn toàn mới hay không. Sự hòa nhập này một phần đến từ việc kính thực tế ảo sẽ bao phủ hết tầm nhìn của mắt nên bạn sẽ không thấy gì ngoài đời thật cả.

Thực tế ảo có 3 đặc tính và đồng thời là 3 tiêu chí dùng để đánh giá một sản phẩm kính VR: Sự đắm chìm (immersion), độ thực thời gian và tính tương tác.

3.4 Bị giới hạn ở những thiết bị nào, độ tương thích với các thiết bị đời cũ ra sao

Hiện tại, để trải nghiệm ứng dụng VR, có một số thiết bị phổ biến như:

• GoogleCardboard: Bạn chỉ cần có 1 smartphone gắn vào là chạy được.

• GearVR: thiết bị hỗ trợ trải nghiệm VR đặc biệt dành riêng cho Samsung.

• HTC Vive (HTC và Valve kết hợp) và OculusRift (Facebook Oculus) và PlayStationVR (Sony): cho phép trải nghiệm VR với cấp độ thực hơn rất nhiều.

• Ngoài ra còn có GoogleDayDream, OculusGo (được công bố tại Oculus Connect 4) và nhiều thiết bị khác nữa.

Còn với AR thì hầu như hiện tại AR đều gắn với Smartphone. Trên store của Android và iOS đều có. Đặc biệt hiện tại những ai có iPhone chip A9 (6S và 5SE trở lên) và dùng iOS 11 trở lên đều có thể tải các Game, App sử dụng ARKit về, nổi bật là AR Dragon. Phía Google thì đang phát triển ARCore. Còn hiện tại thì search AR trên GooglePlay thì cũng có 1 lượng không nhỏ game, app AR, cũng có thể trải nghiệm được (Pokemon Go chẳng hạn)

3.5 Sự phức tạp của các thiết bị đi kèm ra sao

VR: Phải phụ thuộc vào phần cứng chuyên dụng Việc đầu tư thiết bị phục vụ thực tế ảo cực kỳ tốn kém nếu muốn trải nghiệm nội dung này ở chất lượng cao.

AR: đang nhận được sự quan tâm nhiều hơn bởi tính ứng dụng của nó đa dạng hơn. Không những thế, phần cứng cho nó cũng đơn giản hơn. Một chiếc điện thoại thông minh hay máy tính bảng có camera và cảm biến nhận dạng tốt là đủ. Tất nhiên,AR, VR vẫn sẽ tồn tại song song với nhau, bởi chúng đều có những ưu điểm riêng. AR sẽ phát triển hơn nữa trong tương lai, nhưng VR cũng sẽ mang đến những trải nghiệm mà AR không có được. Rất có thể, một thời gian nữa VR sẽ phổ biến, khi mà giá thành thiết bị phục vụ nó giảm xuống.

3.6 Gây ảnh hưởng như thế nào đối với người dùng nếu sử dụng thời gian dài, những ai không thể sử dụng

Vào thời kỳ đầu khi kính thực tế ảo VR ra mắt chưa thực sự đáp ứng đủ nhu cầu người dùng. Do trong quá trình sử dụng bạn cần phải di chuyển phần đầu rất nhiều. Và các thiết bị theo dõi chuyển động của phần đầu không xử lý đủ nhanh nhẹn, khiến bạn sẽ bị lệch về những gì nhìn thấy thật sự và những gì não cảm nhận, gây ra những cảm giác chóng mặt, mệt mỏi,.. Trải qua nghiên cứu cũng như sự phát triển tiên tiến trong công nghệ thực tế ảo, tình trạng trên đã chấm dứt hoàn toàn trong các sản phẩm thế hệ đời sau này.

4. Được sử dụng trong những ngành nào

Đã qua rồi những ngày AR chỉ giới hạn trong tiểu thuyết và phim khoa học viễn tưởng. Ngày nay, tất cả người dùng điện thoại thông minh đều có thể tận hưởng công nghệ này với chi phí đáng kể . Dần dần công nghệ AR đã mở rộng kích thước của nó và bây giờ đang đến trong việc sử dụng các lĩnh vực khác nhau như quân sự, nghiên cứu y tế, giáo dục, an toàn và nghệ thuật & kiến trúc

Bất động sản:

https://www.youtube.com/watch?v=_p8dmu2VHr0

AR sử dụng trong y học:

https://www.youtube.com/watch?time_continue=56&v=SnSj11oJV-0

(note: Một công ty mới thành lập tên là AccuVein cũng đang sử dụng công nghệ AR trong việc hỗ trợ các bác sĩ và y tá tìm tĩnh mạch dễ dàng hơn. Bằng cách sử dụng công nghệ AR, một máy quét cầm tay được chiếu trên da của bệnh nhân giúp hiển thị vị trí các tĩnh mạch.)

Ứng dụng trong trò chơi, giải trí:

https://www.youtube.com/watch?time_continue=31&v=rWmQ0VywS3w

Tăng tương tác với khách hàng:

https://www.youtube.com/watch?time_continue=10&v=uaxtLru4-Vw

Giao thông Vận tải, giao hàng …

Công nghệ thực tế tăng cường đang dần dần ăn sâu vào nhiều lĩnh vực trong cuộc sống. Việc tích hợp AR vào đời sống hàng ngày là điều vô cùng hữu ích đối với cả doanh nghiệp và người sử dụng.

5. Các ứng dụng sử dụng VR và AR như thế nào?

Không chỉ mang lại những trải nghiệm tuyệt vời cho người dùng, công nghệ tăng cường thực tế (AR) còn mang lại những lợi ích bất ngờ cho thương hiệu “dám” ứng dụng và sử dụng nó.

IKEA:

https://www.youtube.com/watch?time_continue=11&v=uaxtLru4-Vw

(IKEA Sử dụng ứng dụng AR cho phép bạn xem sản phẩm theo mọi góc độ, và có thể trình chiếu sản phẩm trong không gian ba chiều mà khách hàng mong muốn. Hay nói cách khác, AR mang lại một loạt các lựa chọn mua sắm cho catalog và các nhà bán lẻ online, cung cấp một cái nhìn trực quan hiệu quả cho sản phẩm dẫn giúp cho việc mua sắm của khách hàng trở nên liền mạch.)

Sephora

Seropha ra mắt ứng dụng Sephora Virtual Artist, Sephora đã thu về đến hơn 13 triệu like chỉ tính trên Facebook

Pokemon Go

Một số thiết bị VR:

Một số ứng dụng VR:

6. Hướng phát triển trong tương lai của VR và AR như thế nào?

Trong tương lai, VR/AR/MR có lẽ sẽ hướng đến tính ứng dụng, giáo dục, giải trí nhiều hơn, nó sẽ là các sản phẩm tác động trực tiếp vào đời sống của con người, đi đến từng gia đình, từng cơ quan, trường học, …. đồng hành cùng mọi người khi ra khỏi nhà, đem đến những tiện lợi, những trải nghiệm tuyệt vời nhất.

Trước mắt, hy vọng sẽ ra đời các thiết bị có thể đem đến cảm giác thực hơn, tác động vào các giác quan với chất lượng tốt hơn.

Bên cạnh đó thì về phía xử lý cũng sẽ có cải thiện đáng kể. Việc nhận diện thế giới thực của Mobile sẽ tốt hơn (ArCore, ArKit). Các giải thuật nhận biết cử chỉ tay, nhận biết trạng thái khuôn mặt, nhận biết toàn bộ cơ thể người cũng sẽ phát triển để con người có thể dùng tay, chân (thậm chí cả body) tương tác với VR, AR một cách tự nhiên, hiệu quả không thua kém việc dùng phần cứng bổ trợ như hiện tại.

Có thể trong 1-2 năm nữa game, app AR sẽ phủ sóng rộng rãi trên cả 2 hệ sinh thái Android và iOS, đó là thị trường tiềm năng cho rất nhiều nhà phát triển game và app mobile.

Hệ quả của việc Công nghệ VR

Có rất nhiều mặt tích cực của thực tế ảo, nhưng cũng có những mối quan tâm. Nhiều nhà nghiên cứu tin rằng công nghệ này có thể dẫn đến ly thậm chí sâu hơn trong nhân dân. Khi nhu cầu truyền thông xã hội của người dân được giải quyết trực tuyến, họ sẽ không cần người khác để tương tác với nó.

Nếu VR trở thành một phần của cuộc sống hàng ngày, nó sẽ có nghĩa là tỷ lệ lớn dân số có khả năng dành phần lớn thời gian của họ trong thế giới ảo. Theo nhà tương lai học, thực tế ảo được thiết lập để trở nên hoàn toàn thực tế vào năm 2030, và hầu hết mọi người sẽ được chi tiêu một số lượng đáng kể thời gian của họ trong không gian ảo.

7. Quan điểm kiểm thử AR

Quan điểm chính:

1. Camera
2. Vị trí của vật thể
3. Vật thể tĩnh
4. Vật thể động
5. Tương tác giữa các vật thể
6. Âm thanh

Một số testcase tham khảo:

https://docs.google.com/spreadsheets/d/13fuMCmSTCYrnqZ1yW99FqAUc1I_a5kbV5qWl-cEohr8/edit#gid=1792727859

Resources

https://phukien239.vn/tin-tuc/kinh-thuc-te-ao-la-gi-nguyen-ly-hoat-dong-va-ung-dung-trong-cuoc-song-n202.html

http://genk.vn/giai-ngo-ve-thuc-te-tang-cuong-cong-nghe-lam-nen-thanh-cong-cua-pokemon-go-20160725090427877.chn

https://gosmartlog.com/tin-tuc/cong-nghe-thuc-te-ao-tang-cuong-ar-trong-logistics-phan-1/

https://eraweb.co/blog/ar-vr-cong-nghe-ao-loi-ich-that-p1.html

https://longnguyen.site/vr-ar-c%C3%B3-ph%E1%BA%A3i-l%C3%A0-t%C6%B0%C6%A1ng-lai-c%E1%BB%A7a-nh%C3%A2n-lo%E1%BA%A1i-a2a26d844127

https://gosmartlog.com/tin-tuc/cong-nghe-thuc-te-ao-tang-cuong-ar-trong-logistics-phan-2/