Prostorové výpočty: význam a výhody

Prostorové počítání je systém, který zahrnuje přirozené lidské akce jako vstup pro ovládání počítače a zároveň využívá vnímaný 3D prostor jako plátno pro kreslení textu, obrázků a videí.

Tyto přirozené lidské činy zahrnují gesta rukou, řeč, pohyby hlavy a fyzický pohyb z bodu A do B. Prostorový počítač tedy splyne s fyzickým prostředím svého uživatele.

Tento příspěvek se zabývá prostorovou výpočetní technologií a tím, co má pro budoucnost interakcí člověk-počítač. Osvětluje výhody, výzvy, aplikace a nové trendy na trhu.

Co je prostorové počítání?

Prostorové počítání je vyvíjející se koncept, který pomocí nových sad hardwaru stírá hranice mezi skutečným a virtuálním světem. Prostorové výpočty nejsou samy o sobě specifickou technologií. Je to spíše zastřešující termín, který spojuje četné technologie – včetně virtuální reality (VR), rozšířené reality (AR), smíšené reality (MR), internetu věcí (IoT) – do technologické revoluce.

Market.us odhaduje současný trh s prostorovými počítači a internetem věcí na 120 miliard dolarů, s projekcemi, které do roku 620 vzrostou na 2032 miliard dolarů. Prophecy Market Insights (PMI), nicméně odhaduje trh na 87.5 miliardy dolarů, přičemž v roce 2032 se odhaduje na 516 miliard dolarů.

Tím, že prostorový počítač nabízí nový přístup k rozhraní člověk-počítač, umožňuje svému uživateli dosáhnout mnoha výhod, které by jinak nebyly možné. To zahrnuje vylepšenou uživatelskou zkušenost s 3D ponořením do vzdělávání, architektury, průmyslového designu a tak dále. Pak jsou tu hry a další druhy zábavy, stejně jako další připravovaná řešení.

Prostorové počítání má také problémy, které ztěžují jeho hromadné přijetí. Jednou z těchto výzev jsou vysoké náklady na specializovaný hardware často potřebný pro prostorový počítač, což zase vede k nižší úrovni využití, zkušeností, výzkumu a vývoje, což zpomaluje celkový pokrok v tomto odvětví.

Jak funguje prostorové počítání?

Prostorové výpočty se odlišují od ostatních počítačových přístupů svým zaměřením na uživatelské prostředí. Prostorový počítač se snaží důsledně znovu vytvořit svůj výstupní displej na základě polohy a orientace uživatele.

I když neexistuje žádný pevný přístup k vytvoření prostorového počítače, k dosažení cíle neustále se vyvíjející zpětné vazby založené na fyzických aktivitách uživatele jsou nutné následující kroky.

1. Snímání životního prostředí: Prostorové počítače obsahují senzory a kamery, které zachycují informace z prostředí uživatele pro další zpracování. Za předpokladu, že si uživatel nasazuje pokrývku hlavy, bude tato pokrývka hlavy obsahovat senzory, které poznají, kdy je uživatel otočen na jih, sever atd. V závislosti na aplikaci může zařízení dále sbírat snímky z prostředí pro další zpracování. Existují také hloubkové kamery, které usnadňují identifikaci a měření 3D objektů. 
2. Mapování životního prostředí: Dalším krokem po zachycení dat pomocí senzorů je vytvoření 3D reprezentace prostředí uživatele. Tento proces se nazývá prostorové mapování a je užitečný z mnoha důvodů – včetně plánování pohybu, vyhýbání se kolizím a lepšímu prolínání fyzického a virtuálního světa.
3. Překrývání digitálního obsahu: V závislosti na aplikaci je nyní digitální obsah překryt zobrazením reálného světa. Systémy virtuální reality překryjí celou prostorovou mapu všemi jejími objekty, obrázky a textem, zatímco systémy rozšířené reality a smíšené reality připojí potřebný virtuální obsah na konkrétní místa.
4. Zpracování uživatelského vstupu: Nyní, když je rozhraní zobrazeno a spuštěno, systém přejde do smyčky a čeká na uživatelské vstupy. Tyto vstupy mohou pocházet z fyzických pohybů, gest rukou, hlasových příkazů, speciálních ovladačů nebo jiných vstupních metod, které uživatel používá k procházení systémem nebo k manipulaci s jeho objekty. Každý uživatelský vstup je zachycen a vhodně zpracován.
5. Úpravy v reálném čase: Posledním krokem je opětovné vykreslení digitálního obsahu tak, aby zahrnoval nové uživatelské vstupy nebo jejich efekty. To se může pohybovat od malých událostí, jako je animace kliknutého tlačítka, až po rozsáhlejší operace, jako je přepínání režimů, změna scenérie, načítání nového podprogramu a tak dále.

Výhody prostorového počítání

Existuje mnoho výhod prostorového počítání pro osobní a obchodní použití, a zde jsou ty hlavní.

• Pohlcující zážitek: Zpětná vazba z virtuální i rozšířené reality s možností přirozenějšího ovládání může uživatelům počítačů nabídnout mnohem lepší zážitek, než je možné u jiných forem výpočetní techniky. To zahrnuje práci, vzdělávání, zábavu a další využití. Apple Vision Pro vám například umožňuje umístit vaše aplikace do vlastních prostorů v preferovaných velikostech.
• Povědomí o skutečném světě: Prostorové výpočty udržují povědomí o reálném světě tím, že představují fyzické prostředí uživatele. Tato funkce umožňuje snadno kombinovat výpočetní techniku ​​s jinými fyzickými úkoly, jako je jízda na kole.
• Lepší porozumění: Poskytováním interaktivních 3D simulací a modelů přirozeným způsobem usnadňují prostorové výpočty pochopení složitých konceptů. Tato výhoda zefektivňuje aplikace školení a vzdělávání.
• Vylepšené uživatelské interakce: Prostorové výpočty nejsou omezeny na vstupy z klávesnice, myši nebo touchpadu, protože jako vstup využívá gesta rukou, hlasové příkazy, pohyby očí a fyzické pohyby.
• Lepší vizualizace: Návrháři, inženýři a architekti mohou lépe vizualizovat své produkty a výtvory v pohlcujícím 3D prostředí pomocí prostorových výpočtů. Tato výhoda vede k vyšší produktivitě.
• Nižší náklady na vývoj: Virtuální 3D prototypování a testování může snížit náklady na vývoj produktů tím, že není nutné vyvíjet fyzické prototypy.
• Inovace a narušení: Tím, že prostorové výpočty staví na hlavu myšlenku toho, co počítač je a co není, také pohání inovace k vytváření nových technologií a služeb, které nabídnou lepší hodnotu než to, co je aktuálně dostupné.
• Vzdálená spolupráce a služby: Prostorové výpočty usnadňují týmům vzdálenou spolupráci, jako by byly ve stejném fyzickém prostoru. Totéž platí pro poskytovatele služeb a jejich klienty, jako je podpora vzdáleného počítače.
• Vylepšená zábava: Trh se zábavou založenou na prostorových počítačích je bezpochyby obrovský, zejména pro prostorové (AR & VR) hraní.
• Fygital: Marketingové kampaně, které kombinují fyzickou a digitální přítomnost (fytální) budou snadno těžit z prostorových kampaní.

Prostorové výpočetní technologie

Hnutí prostorových počítačů staví na již existujících technologiích a samo vyvíjí nové. Průmysl se však stále rozvíjí, takže v budoucnu očekávejte další inovace. Zde jsou aktuální technologie a trendy v oblasti prostorové výpočetní techniky.

• Ruční sledování: Jedná se o použití pohybů rukou nebo gest jako vstupu do počítače.
• Nositelné a haptické: Oděvy, které poskytují vstup do počítače nebo zpětnou vazbu pro uživatele.
• Hlasové ovládání: Schopnost mluvením přikazovat nebo říkat počítači, co má dělat.
• Sledování očí: Sledování směru a pohybů oka jako vstup počítače.
• Virtuální realita (VR): Zobrazení zcela virtuálního světa uživateli.
• Rozšířená realita (AR): Zobrazení nebo překrývání virtuálních prvků na fyzickém zraku.
• Smíšená realita (MR): Kombinace režimů zobrazení AR a VR.
• SLAM: Současná lokalizace a mapování.
• 3D kamera: Pro zjištění velikosti objektů a vzdálenosti od uživatele. Apple Vision Pro vám umožní zachytit prostorové obrázky a videa ve 3D ponoření.
• Prostorová AI: Integrace umělé inteligence do aplikací pro prostorové výpočty, která automaticky dělá spoustu věcí.
• Prostorové mapování: Vytvoření digitální 3D mapy uživatelského prostředí.
• Prostorový zvuk: 3D zvuková scéna, která umocňuje pohlcující zážitek.
• Prostorová spolupráce: Interakce více uživatelů ve sdíleném fyzickém prostoru s digitálním obsahem.
• Prostorová analytika: Proces analýzy prostorových dat pro získání náhledů.
• Edge Computing & 5g: Dvě technologie pro výrazné zlepšení výkonu v prostorových výpočtech snížením latence a šířky pásma.

Aplikace Prostorových Výpočtů

Zde je rychlý seznam různých průmyslových odvětví, kde můžete aplikovat koncepty prostorových výpočtů nebo vytvářet rušivé aplikace.

• Osobní výpočetní technika: Od procházení webu po sledování filmů, focení, chatování a účast na videokonferencích, Apple Vision Pro je průkopníkem v oblasti osobních prostorových počítačů se systémem visionOS.
• Zdravotní péče: Od lékařského výcviku po chirurgickou asistenci a vzdálené konzultace může prostorové počítání pomoci poskytnout realističtější simulace a podrobné a přesné informace o pacientovi.
• Design: Od produktových designérů až po architekty a urbanisty, prostorové výpočty mohou poskytnout produktivnější a efektivnější metodu kreativní práce. Může také nabídnout lepší virtuální procházky, prezentace produktů a umělecké výstavy.
• Vzdělání: Prostorové počítání je ideální technologií pro interaktivní výukové aplikace, protože usnadňuje prozkoumávání předmětů nebo znovuvytváření historických událostí pomocí 3D ponoření.
• Hry a zábava: Od pohlcujících her až po řešení se smíšenou realitou pro obrázky, zvuk a videa, využití prostorového počítání ve hrách a zábavě je široké.
• Maloobchod: Virtuální vyzkoušení a vizualizace produktů mohou zákazníkům umožnit vidět, jak na nich může vypadat oblečení, make-up a doplňky.
• Výroba: Prototypování, náklady na inženýrství a čas lze efektivně snížit pomocí prostorových výpočtů.
• nemovitost: Potenciální nájemci a kupující mohou virtuálně procházet nemovitosti, které je zajímají. Aplikace pro vybavení navíc mohou pomoci předvést, jak mohou nemovitosti vypadat dobře zařízené.
• Cestovní ruch: Interaktivní průvodci s rozšířenou realitou mohou turistům nabídnout dobrou hodnotu s podrobnými informacemi o památkách a dalších zajímavých místech.

Výzvy prostorového počítání

Pokračující evoluce prostorového počítání má také své výzvy, protože designéři a stavitelé se při sestavování prostorového počítače zítřka snaží přesně zjistit, co funguje a co ne. Zde jsou hlavní výzvy.

• Bezpečnost: Všechny výpočetní nebo technologické systémy mají jednu nebo druhou bezpečnostní chybu. To je nevyhnutelné. Vývojáři tedy mohou jen doufat, že objeví a vyřeší bezpečnostní problémy, než se stanou veřejnými.
• Stát: Hardware prostorových počítačů je ve srovnání se stolními počítači a chytrými telefony poměrně drahý. To omezuje jeho použitelnost na určitá odvětví, uživatele, technické a vzdělávací účely.
• Programovací výzvy: Prostorové výpočty jako nový přístup k počítačům představují nové programovací výzvy, jako je přesné sledování, realistické vykreslování a zobrazení výstupu, zabezpečení dat a další požadované dovednosti.
• Geo-Privacy: Prostorové výpočty se při fungování spoléhají na polohu svého uživatele, což vyvolává obavy o soukromí.
• Etické úvahy: Dalším velkým problémem, kterému prostorové výpočty čelí, je problém závislosti na virtuální realitě. Vezměte si například nepohlcující smartphone, který u svých uživatelů vytvořil zvýšenou úroveň závislosti. A nyní zvažte pohlcující svět prostorového počítání, který jistě způsobí další problémy se závislostí u mladších uživatelů.

Významné značky prostorové výpočetní techniky

Zatímco projekty nositelných náhlavních souprav, jako jsou průkopnické brýle Google Glass, selhaly, zde jsou další projekty a značky, které vyvíjejí prostorová výpočetní řešení.

• Apple vision pro
• Oculus
• Páni
• Pimax
• HoloLens
• HTC Vive
• Vrgineers
• magie Leap
• Pohled ze skla

Časté dotazy o prostorových počítačích

Zde jsou některé často kladené otázky týkající se prostorového počítání a souvisejících technologií.

Otázka: Jak funguje prostorové počítání?

Odpověď: Spojuje virtuální a fyzický svět uživatele a zároveň umožňuje pohlcující interakce prostřednictvím technologií AR, VR a MR pro lepší zážitky.

Otázka: Jak souvisí AR, VR a MR s prostorovým počítáním?

Odpověď: AR je rozšířená realita, zatímco VR je virtuální realita. Obě technologie se používají pro prostorové výpočetní displeje a lze je kombinovat jako MR nebo Mixed Reality.

Otázka: Je prostorová práce na počítači bezpečná?

A: Každý výpočetní systém má svá rizika.

Otázka: Převezme prostorové výpočty stolní a mobilní počítače?

A: Nikdo nemůže předpovídat budoucnost. Své místo si ale jistě vyseká.

Otázka: Je prostorové počítání možné bez specializovaného hardwaru?

Odpověď: Ano, se smartphony s podporou AR můžete zažít základní formy. Nejlepších výsledků ale dosáhnete pouze se specializovaným hardwarem. 

Závěr

Dosáhli jsme konce tohoto příspěvku o prostorovém počítání a budoucnosti našich interakcí s počítači. A jak jste viděli, tato technologie se stále vyvíjí a mnoho zajímavých produktů je stále na cestě.

Prostorové výpočty nejsou jen technologický pokrok; je příslibem nové reality pro nás všechny. Budoucnost, kde se fyzický svět a veškerá výpočetní síla virtuálního světa spojí do jedné reality a jsou umístěny na dosah ruky jako kyborg – dělat s nimi, co chcete.