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Come Funziona la RA

La Realtà Aumentata è un sistema per l’integrazione di informazioni digitali in tempo reale con l’ambiente reale in cui si trova l’utente, ed è lo strumento migliore per arricchire e accrescere istantaneamente in modo virtuale le informazioni sulla realtà nella quale viene utilizzata.

E’ un metodo rivoluzionario di simulazione parziale della realtà
Sempre più aziende e privati ne fanno uso e i campi di applicazione sono numerosi.
Molti campi di applicazione ancora sono da sondare.
E’ una tecnologia innovativa e ancora tutta da vivere e sperimentare.

La tecnologia della Realtà Aumentata consente di sovrapporre informazioni multimediali a quanto si sta guardando su un qualsiasi display.
Un principio della realtà aumentata, infatti, è quello dell’overlay, cioè la sovrapposizione con finalità di integrazione.

L’effetto è sicuramente di sorpresa, e lo strumento facilita molto chi lo usa in quanto unisce in sé molteplici funzioni, normalmente ottenute con più azioni, e può anche simulare la presenza di oggetti aggiuntivi alla realtà circostante inquadrata.

Per esempio, la fotocamera legge l’oggetto nell’inquadratura, e il sistema lo riconosce e attiva un nuovo livello di comunicazione sullo schermo, che si va a sovrapporre e a integrare perfettamente alla realtà, potenziando la quantità di dati di dettaglio in relazione a quell’oggetto.

L’aspetto più interessante di questa tecnologia è la capacità di mettere l’utente al centro di una esperienza conoscitiva di livello superiore: una esperienza di tipo immersivo che, a differenza della realtà virtuale, non genera l’esperienza di una realtà fittizia, bensì lascia la persona al centro della propria realtà, aggiungendo ad essa dettagli ed arricchendola.

Ma l’AR come funziona?
I fattori sui quali si basa questa tecnologia si basano su proiezione, riconoscimento, posizione, tracciamento e sovrapposizione.
Essa può essere attivata in vari modi e usando dispositivi di vario tipo:

Realtà Aumentata su smartphone e tablet:
sicuramente la forma di AR più diffusa e conosciuta. Viene utilizzato uno smartphone, nel quale sia stata scaricata e avviata una applicazione per la lettura della Realtà Aumentata.
A tale applicazione si interfacciano i sensori del dispositivo tra cui giroscopio, GPS, accelerometro e fotocamera. Utilizzando l’applicazione per la AR si potrà vedere ed osservare sul display dello smartphone l’ambiente in cui si trova l’utente esattamente per quale è, attraverso la fotocamera del telefono, ma arricchito di tutte le informazioni aggiuntive non presenti nel mondo reale.
Basta inquadrare l’ambiente circostante con la fotocamera del cellulare e si può accedere a tutti i contenuti previsti dal software. La lettura di QRCode è un esempio di Realtà Aumentata attraverso smartphone o tablet. Un altro esempio: in ambito di Realtà Aumentata applicata al business si potrà inquadrare una macchina e vedere intorno ad essa dati di funzionamento, video di manutenzione, gli ultimi problemi riscontrati e molto altro.

Realtà Aumentata con occhiali-visori indossabili: altra forma di AR sono dei particolari occhiali da indossare dotati di una particolare fotocamera e un display sopra all’occhio destro, in cui le informazioni aggiuntive si sovrappongono alla realtà.
Consentono di potenziare l’esperienza e di renderla ancora più immersiva, ed hanno un costo maggiore rispetto alla prima tipologia di tecnologia.
Un esempio di questi occhiali sono i celebri Google Glass, in vendita attualmente a un costo di circa 1000 dollari, e che consentono, grazie a una proiezione sulla retina, di vedere l’ambiente circostante arricchito da informazioni pertinenti o da elementi che non potrebbero essere percepiti con i soli cinque sensi (come l’accesso a informazioni stradali o a dettagli su locali o negozi in tempo reale, man mano che ci si sposta).
Un altro esempio di occhiali di realtà aumentata, che rivelano il potenziale di questa tecnologia, sono prodotti da Microsoft, e utilizzano dei sensori e un display 3D ad alta definizione che insieme consentono agli utenti di accedere a un’interfaccia olografica molto realistica con la quale si può interagire sia attraverso lo sguardo e la voce, sia mediante movimenti delle mani.

La startup californiana Mojo Vision ha messo a punto una soluzione dal potenziale enorme: lenti a contatto in grado di portare la realtà aumentata all’interno dei nostri occhi, facendoci fare un salto nel futuro.
Anche Google e Samsung hanno brevettato lenti a contatto con Realtà Aumentata.
Le lenti in questione garantiranno una qualità di immagine molto superiore a quella degli smart glasses-occhiali attualmente esistenti e saranno meno invadenti rispetto ai dispositivi indossabili.

La peculiarità della realtà aumentata sta nel legare oggetti presenti nella realtà con elementi virtuali. Uno dei punti focali è l’unione digitale e reale attraverso lo SLAM (simultaneous localization and mapping) Localizzazione e Mappatura Simultanee.
Esistono diversi algoritmi che risolvono il problema dello SLAM basandosi sulle immagini. Il più semplice di questi usa il riconoscimento di un’immagine (marker) che viene utilizzata come punto di partenza. Sugli smartphone questo viene implementato tramite l’analisi delle immagini della fotocamera in combinazione con i dati provenienti da accelerometri e giroscopi.
La Realtà Aumentata fa uso di algoritmi anche più sofisticati per permettere all’utente di muoversi liberamente nello spazio mantenendo un riferimento per gli oggetti virtuali senza marker.
Il Motion tracking consiste nel tracciamento di punti caratteristici riconosciuti nell’immagine e nell’opportuno accoppiamento dei sensori inerziali che permettono agli oggetti virtuali di rimanere fissi nello spazio anche se l’utente è in movimento.
Questo necessita di una calibrazione precisa tra fotocamera e sensori che va fatta per ogni modello di dispositivo, sia che si tratti di smartphone, sia che si tratti di un visore.
I ‘punti caratteristici’ sono utili anche per la condivisione della stessa scena tra due dispositivi nello stesso ambiente. Uno dei due dispositivi crea una ancora basata sui punti caratteristici rilevati; questa viene condivisa con il secondo dispositivo che, inquadrando la stessa scena con la fotocamera, riconosce l’ambiente e sincronizza il suo spazio virtuale con quello del primo dispositivo.
Ipotizziamo che passeggiando per le strade di Roma o di un bel borgo medioevale incontriamo un bellissimo palazzo storico. Vogliamo saperne di più, ma non sappiamo di preciso dove ci troviamo o il nome dell’edificio. Grazie alla realtà aumentata se con il nostro smartphone scattiamo una foto, il telefono utilizza il suo sistema GPS e ci geolocalizza, quindi ricerca informazioni su Google Immagini per trovare foto simili scattate nello stesso quartiere. Un paio di secondi, l’edificio viene identificato e vengono visualizzate direttamente sulla fotocamera mentre inquadriamo l’edificio le informazioni che desideriamo, oppure usando occhiali-smart glass, vicino al palazzo inizieremo a vedere comparire tutte queste informazioni, con lo stesso meccanismo.
Dietro questa tecnologia efficace, divertente e pratica, c’è un complesso mondo di progettazione per rendere le nostre esperienze più ricche e facili, nel tempo libero, nel lavoro, in ambito medico e in qualsiasi settore della vita umana.