Просторові обчислення: значення та переваги

Просторові обчислення — це система, яка включає природні людські дії як вхідні дані для керування комп’ютером, використовуючи сприйнятий 3D-простір як полотно для малювання тексту, зображень і відео.

Ці природні людські дії включають жести рук, мову, рухи голови та фізичне переміщення з точки А в Б. Тому просторовий комп’ютер зливається з фізичним середовищем свого користувача.

У цьому дописі розглядається технологія просторових обчислень і те, що вона несе в майбутньому взаємодії людини з комп’ютером. Він проливає світло на переваги, проблеми, застосування та нові тенденції на ринку.

Що таке просторове обчислення?

Просторові обчислення — це концепція, що розвивається, яка стирає межі між реальним і віртуальним світами за допомогою нових комплектів обладнання. Просторові обчислення не є окремою технологією як такою. Скоріше це загальний термін, який об’єднує численні технології, зокрема віртуальну реальність (VR), доповнену реальність (AR), змішану реальність (MR), Інтернет речей (IoT) – у технологічну революцію.

Market.us оцінює поточний ринок просторових обчислень та Інтернету речей у 120 мільярдів доларів із прогнозами зростання до 620 мільярдів доларів до 2032 року. Prophecy Market Insights (PMI), однак оцінює ринок у 87.5 мільярдів доларів, а у 2032 році – у 516 мільярдів доларів.

Пропонуючи новий підхід до інтерфейсу людина-комп’ютер, просторовий комп’ютер дозволяє своєму користувачеві отримати багато переваг, які інакше були б неможливі. Це включає в себе розширений досвід користувача 3D-занурення для освіти, архітектури, промислового дизайну тощо. Крім того, є ігри та інші види розваг, а також інші майбутні рішення.

Просторові обчислення також мають проблеми, які ускладнюють його масове впровадження. Однією з цих проблем є висока вартість спеціалізованого апаратного забезпечення, яке часто потрібне для просторового комп’ютера, що, у свою чергу, призводить до зниження рівня використання, досвіду, досліджень і розробок, що сповільнює загальний прогрес у галузі.

Як працюють просторові обчислення?

Просторові обчислення відрізняються від інших обчислювальних підходів своєю зосередженістю на середовищі користувача. Просторовий комп’ютер прагне послідовно відтворити свій вихідний дисплей на основі розташування та орієнтації користувача.

Хоча не існує фіксованого підходу до створення просторового комп’ютера, наступні кроки необхідні для досягнення мети постійного розвитку зворотного зв’язку на основі фізичної активності користувача.

1. Відчуття навколишнього середовища: просторові комп’ютери містять датчики та камери, які фіксують інформацію з середовища користувача для подальшої обробки. Якщо припустити, що користувач надягає головний убір, то цей головний убір міститиме датчики, щоб знати, коли користувач дивиться на південь, на північ і так далі. Залежно від програми, пристрій може додатково отримувати зображення з середовища для подальшої обробки. Існують також камери глибини, які дозволяють легко ідентифікувати та вимірювати 3D-об’єкти. 
2. Картографування навколишнього середовища: наступним кроком після збору даних за допомогою датчиків є створення тривимірного представлення середовища користувача. Цей процес називається просторовим відображенням і корисний з багатьох причин, зокрема для планування руху, уникнення зіткнень і кращого поєднання фізичного та віртуального світів.
3. Накладання цифрового вмісту: залежно від програми цифровий вміст тепер накладається на реальний вигляд. Системи віртуальної реальності будуть накладати всю просторову карту з усіма її об’єктами, зображеннями та текстом, тоді як системи доповненої реальності та системи змішаної реальності прикріплюватимуть необхідний віртуальний контент у певних місцях.
4. Обробка введення користувача: Тепер, коли інтерфейс відображається та працює, система переходить у цикл, очікуючи введення даних користувача. Ці вхідні дані можуть надходити від фізичних рухів, жестів руками, голосових команд, спеціальних контролерів або будь-яких інших методів введення, які користувач використовує для навігації системою або маніпулювання її об’єктами. Кожне введення користувача вловлюється та обробляється належним чином.
5. Коригування в реальному часі: Останнім кроком є ​​повторне відтворення цифрового вмісту, щоб включити нові введення користувача або їхні ефекти. Це може варіюватися від невеликих подій, таких як анімація натиснутої кнопки, до більш масштабних операцій, таких як перемикання режимів, зміна декорацій, завантаження нової підпрограми тощо.

Переваги просторових обчислень

Існує багато переваг просторових обчислень для особистого та бізнес-користування, і ось основні з них.

• Захоплюючий досвід: Зворотний зв’язок як віртуальної, так і доповненої реальності з можливістю більш природних елементів керування може запропонувати користувачам комп’ютерів набагато кращий досвід, ніж це можливо з іншими формами обчислення. Це стосується роботи, навчання, розваг та інших цілей. Apple Vision Pro, наприклад, дозволяє розміщувати ваші програми у ваших власних просторах у бажаних розмірах.
• Обізнаність про реальний світ: Просторові обчислення зберігають обізнаність про реальний світ, представляючи фізичне середовище користувача. Ця функція дозволяє легко поєднувати обчислення з іншими фізичними завданнями, як-от їзда на велосипеді.
• Краще розуміння: надаючи інтерактивні 3D-симуляції та моделі в природний спосіб, просторові обчислення полегшують розуміння складних концепцій. Ця перевага робить навчальні та навчальні програми більш ефективними.
• Покращена взаємодія з користувачем: Просторові обчислення не обмежуються введенням даних за допомогою клавіатури, миші чи сенсорної панелі, оскільки в якості вхідних даних використовуються жести руками, голосові команди, рухи очей і фізичні рухи.
• Кращі візуалізації: Дизайнери, інженери та архітектори можуть краще візуалізувати свої продукти та творіння в захоплюючому 3D-середовищі за допомогою просторових обчислень. Ця перевага веде до підвищення продуктивності.
• Нижчі витрати на розробку: Віртуальне 3D-прототипування та тестування можуть зменшити вартість розробки продуктів, усунувши необхідність у розробці фізичних прототипів.
• Інновації та руйнування: Перевертаючи уявлення про те, чим є комп’ютер, а чим ні, просторові обчислення також стимулюють інновації для створення нових технологій і послуг, які запропонують кращу цінність, ніж те, що доступно зараз.
• Віддалена співпраця та послуги: просторові обчислення спрощують віддалену співпрацю команд, наче вони знаходяться в одному фізичному просторі. Це рівною мірою стосується постачальників послуг та їхніх клієнтів, наприклад, із віддаленою комп’ютерною підтримкою.
• Розширені розваги: Без сумніву, ринок розваг на основі просторових обчислень величезний, особливо для просторових ігор (AR & VR).
• Фігітал: Маркетингові кампанії, які поєднують фізичну та цифрову присутність (фігітальний) легко виграє від просторових кампаній.

Технології просторових обчислень

Рух просторових обчислень спирається на вже існуючі технології та самостійно розвиває нові. Однак галузь все ще розвивається, тому очікуйте більше інновацій у майбутньому. Ось сучасні технології та тенденції в індустрії просторових обчислень.

• Відстеження рук: це використання рухів рук або жестів як введення в комп’ютер.
• Пристрої для носіння та тактильні відчуття: Предмети одягу, які забезпечують введення в комп’ютер або зворотний зв’язок з користувачем.
• Управління голосом: Здатність наказувати або вказувати комп’ютеру, що робити, говорячи.
• Відстеження очей: відстеження напрямку та рухів очей за допомогою комп’ютерного введення.
• Віртуальна реальність (VR): відображення повністю віртуального світу для користувача.
• Розширена реальність (AR): відображення або накладання віртуальних елементів на фізичне око.
• Змішана реальність (ЗМ): поєднання режимів відображення AR і VR.
• SLAM: Одночасна локалізація та картографування.
• 3D-камера: для визначення розмірів об’єктів і відстані від користувача. Vision Pro від Apple дозволяє знімати просторові зображення та відео в режимі тривимірного занурення.
• Просторовий ШІ: інтеграція штучного інтелекту в просторові обчислювальні програми для автоматичного виконання багатьох речей.
• Просторове відображення: Створення цифрової 3D карти середовища користувача.
• Просторове аудіо: тривимірний звуковий ландшафт, який покращує відчуття занурення.
• Просторова співпраця: взаємодія кількох користувачів у спільному фізичному просторі з цифровим вмістом.
• Просторова аналітика: процес аналізу просторових даних для розуміння.
• Граничні обчислення та 5g: Дві технології для значного підвищення продуктивності просторових обчислень шляхом зменшення затримки та пропускної здатності.

Застосування просторових обчислень

Ось короткий перелік різних галузей, де можна застосовувати концепції просторових обчислень або створювати проривні програми.

• Персональні комп'ютери: від перегляду веб-сторінок до перегляду фільмів, знімків, спілкування в чаті та відвідування відеозустрічей, Apple Vision Pro є піонером персональних просторових обчислень зі своєю visionOS.
• Охорона здоров'я: від медичного навчання до хірургічної допомоги та дистанційних консультацій, просторове обчислення може допомогти надати більш реалістичне моделювання та детальну, точну інформацію про пацієнта.
• Дизайн: від дизайнерів продуктів до архітекторів і містобудівників просторові обчислення можуть забезпечити більш продуктивний і ефективний метод творчої роботи. Він також може запропонувати кращі віртуальні огляди, презентації продуктів і художні виставки.
• Освіта: Просторові обчислення є ідеальною технологією для інтерактивних навчальних програм, оскільки вони дозволяють легко досліджувати предмети або відтворювати історичні події за допомогою тривимірного занурення.
• Ігри та розваги: від захоплюючих ігор до рішень зі змішаною реальністю для зображень, звуку та відео, застосування просторових обчислень в іграх і розвагах величезне.
• Роздрібна торгівля: Віртуальні примірки та візуалізація продукту можуть дозволити клієнтам побачити, як на них може виглядати одяг, макіяж та аксесуари.
• Manufacturing: Прототипування, інженерні витрати та час можна ефективно скоротити за допомогою просторових обчислень.
• Нерухомість: Потенційні орендарі та покупці можуть віртуально оглянути об’єкти нерухомості, які їх цікавлять. Крім того, програми для меблювання можуть допомогти продемонструвати, як може виглядати об’єкт, якщо він добре умебльований.
• туризм: Інтерактивні путівники доповненої реальності можуть запропонувати туристам хорошу цінність завдяки детальній інформації про пам’ятки та інші цікаві місця.

Проблеми просторових обчислень

Триваюча еволюція просторових обчислень також має свої проблеми, оскільки дизайнери та розробники намагаються з’ясувати, що саме працює, а що ні, створюючи просторовий комп’ютер майбутнього. Ось основні виклики.

• Безпека: усі комп’ютерні чи технологічні системи мають той чи інший недолік безпеки. Це неминуче. Отже, розробники можуть лише сподіватися виявити та вирішити проблеми безпеки до того, як вони стануть публічними.
• Коштувати: Апаратне забезпечення просторових обчислень є відносно дорогим порівняно з настільними комп’ютерами та смартфонами. Це обмежує його застосування для певних галузей, користувачів, технічних і освітніх цілей.
• Виклики програмування: Будучи новим підходом до комп’ютерів, просторові обчислення створюють нові проблеми програмування, такі як точне відстеження, реалістичне відображення та відображення вихідних даних, безпека даних та інші необхідні навички.
• Геоконфіденційність: Функціонування просторових обчислень залежить від місця розташування користувача, і це викликає занепокоєння щодо конфіденційності.
• Етичні міркування: Ще однією серйозною проблемою, з якою стикаються просторові обчислення, є проблема залежності від віртуальної реальності. Візьмемо, наприклад, смартфон без ефекту занурення, який створив підвищений рівень залежності у своїх користувачів. А тепер подумайте про захоплюючий світ просторових обчислень, який, безумовно, створить додаткові проблеми залежності у молодих користувачів.

Відомі бренди просторових обчислень

Хоча проекти гарнітур, які можна носити, як піонерські окуляри Google Glass, зазнали невдачі, ось інші проекти та бренди розробляють просторові обчислювальні рішення.

• Apple Vision Pro
• Oculus
• Варйо
• Пімакс
• HoloLens
• HTC Vive
• Vrgineers
• магія Стрибок
• Looking Glass

Поширені запитання щодо просторових обчислень

Ось кілька поширених запитань про просторові обчислення та пов’язані з ними технології.

З: Як працюють просторові обчислення?

A: Він об’єднує віртуальний і фізичний світ користувача, одночасно забезпечуючи захоплюючу взаємодію за допомогою технологій AR, VR і MR для покращених вражень.

З: Як AR, VR і MR пов’язані з просторовими обчисленнями?

A: AR – це доповнена реальність, тоді як VR – це віртуальна реальність. Обидві технології використовуються для просторових обчислювальних дисплеїв і можуть бути об’єднані як MR або Mixed Reality.

П: Чи безпечні просторові обчислення?

A: Кожна обчислювальна система має свої ризики.

З: Чи просторові обчислення захоплять настільні та мобільні комп’ютери?

A: Ніхто не може передбачити майбутнє. Але він обов’язково займе свою нішу.

З: Чи можливі просторові обчислення без спеціального обладнання?

A: Так, ви можете випробувати базові форми на смартфонах із підтримкою AR. Але ви отримаєте найкращі результати лише за допомогою спеціального обладнання. 

Висновок

Ми підійшли до кінця цієї публікації про просторові обчислення та майбутнє нашої взаємодії з комп’ютерами. І, як ви бачили, ця технологія все ще розвивається, і багато захоплюючих продуктів ще в дорозі.

Просторові обчислення — це не просто технологічний прогрес; це обіцяє нову реальність для всіх нас. Майбутнє, де фізичний світ і вся обчислювальна потужність віртуального світу об’єднані в одну реальність і знаходяться у вас під рукою, як кіборг – Роби з ними, що хочеш.