Abstract
Augmented reality technology is becoming an integral part of our daily activities, with widespread penetration in various application domains including arts, medicine, education, and commerce. The purpose of this article to discuss the augmented reality technology. The article presents the potential utility and visibility of augmented reality in various businesses, and the article compares augmented reality and virtual reality. This article discusses mobile augmented reality and trend of augmented reality in the future
เทคโนโลยีเสมือนจริงได้ถูกรวมเข้าไปเป็นส่วนหนึ่งในกิจกรรมประจำวัน มีการนำไปประยุกต์ใช้อย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ ทั้งด้านศิลปะ การแพทย์การศึกษา และการพาณิชย์
Augmented Reality (AR)
AR หรือ Augmented Reality เป็นเทคโนโลยีสมัยล้้าปี 2010 ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ผสานเอาโลกแห่งความเป็นจริง (Real) เข้ากับโลกเสมือน (Virtual) โดยผ่านทางอุปกรณ์ Webcam, กล้องมือถือ ,Computer รวมกับการใช้ software ต่างๆ ซึ่งจะท้าให้ภาพที่เห็นในจอภาพจะเป็น object (คน,สัตว์,สิ่งของ,สัตว์ประหลาด,ยานอวกาศ) 3 มิติ ซึ่งมีมุมมองถึง 360 องศากันเลยทีเดียว
หลักการทำงาน ของระบบนี้นะครับ คอมพิวเตอร์จะรับภาพจริงจากกล้อง และคำนวนหาตำแหน่งของตัวละคร โดยใช้กระดาษสี่เหลี่ยม ที่มีสัญลักษณ์พิเศษ(แค่กระดาษจริงๆ) และทำการสร้างตัวละคร สามมิติขึ้นมาซับทับ โดยภาพที่ได้ยังมองผ่าน จอมอมิเตอร์อีกที่ และเห็นว่ากล้องจะขยับอย่างไงก้อ ยังเห็นตัวละครอยู่ที่เดิม เหมือนมีอยู่จริง
บทนำ
เทคโนโลยีความจริงเสมือน (Virtual Reality: VR) เป็นวิวัฒนาการของ
เทคโนโลยีที่เริ่มจากการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีสาำหรับการทหารและจำาลองการบินของประเทศสหรัฐอเมริกา ระหว่างปีค.ศ. 1960-1969 ปัจจุบันเทคโนโลยีความจริงเสมือนได้มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง และได้นำามาประยุกต์ใช้กับงานด้านต่างๆ อาทิด้านวิศวกรรม ด้านวิทยาศาสตร์การแพทย์ด้านบันเทิง เป็นต้น และมี
การแบ่งประเภทของระบบความจริงเสมือนตามพื้นฐานวิธีที่ติดต่อกับผู้ใช้(วัฒนา, 2551) ดังนี้
1)DesktopVR หรือ Window on WorldSystems (WoW) เป็นระบบความจริงเสมือนที่ใช้จอภาพของคอมพิวเตอร์ในการแสดงผล
2) Video Mapping เป็นการนำาวิดีโอมาเป็นอุปกรณ์หรือเครื่องมือนำาเข้าข้อมูลของผู้ใช้และใช้กราฟิกคอมพิวเตอร์นำาเสนอการแสดงผลในโมเดลแบบสองมิติหรือสามมิติโดยผู้ใช้จะเห็นตัวเองและเปลี่ยนแปลงตัวเองจากจอภาพ
3) Immersive Systems เป็นระบบความจริงเสมือนสำาหรับผู้ใช้ส่วนบุคคล โดยผู้ใช้นำาอุปกรณ์ประเภทจอภาพสวมศีรษะ (HMD)ได้แก่ หมวกเหล็กหรือหน้ากากมาใช้จำาลองภาพและการได้ยิน
4) Telepresence เป็นระบบเสมือนจริงที่มีการนำาอุปกรณ์ตรวจจับสัญญาณระยะไกลที่อาจติดตั้งกับหุ่นยนต์เชื่อมต่อการใช้งานกับผู้ใช้
5) Augmented / Mixed Reality Systems เป็นการผสมผสานระหว่าง Telepresence ระบบความจริงเสมือน และเทคโนโลยีภาพเพื่อสร้างสิ่งที่เสมือนจริงให้กับผู้ใช้
เทคโนโลยีเสมือนจริง (Augmented Reality: AR) เป็นประเภทหนึ่งของเทคโนโลยีความจริงเสมือนที่มีการนำาระบบความจริง
เสมือนมาผนวกกับเทคโนโลยีภาพเพื่อสร้างสิ่งที่เสมือนจริงให้กับผู้ใช้และเป็นนวัตกรรมหรือเทคโนโลยีที่มีมาตั้งแต่ปีค.ศ. 2004 จัดเป็นแขนงหนึ่งของงานวิจัยด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ ว่าด้วยการเพิ่มภาพเสมือนของโมเดลสามมิติที่สร้างจากคอมพิวเตอร์ลงไปในภาพที่ถ่ายมาจากกล้องวิดีโอเว็บแคมหรือกล้องในโทรศัพท์มือถือแบบเฟรมต่อเฟรมด้วยเทคนิคทางด้านคอมพิวเตอร์กราฟิกปัจจุบันเทคโนโลยีเสมือนจริงถูกนำามาประยุกต์ใช้กับธุรกิจต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นด้านอุตสาหกรรม การแพทย์การตลาด การบันเทิง การสื่อสาร โดย
ใช้เทคโนโลยีความจริงเสมือนมาผนวกเข้ากับเทคโนโลยีภาพผ่านซอฟต์แวร์และอุปกรณ์เชื่อมต่อต่างๆ และแสดงผลผ่านหน้าจอคอมพิวเตอร์หรือบนหน้าจอโทรศัพท์มือถือ ทำาให้ผู้ใช้สามารถนำาเทคโนโลยีเสมือนจริงมาใช้กับการทำางานแบบออนไลน์ที่สามารถโต้ตอบได้ทันทีระหว่ างผู้ใช้กับสินค้าหรืออุปกรณ์ต่ อเชื่ อมแบบเสมือนจริงของโมเดลแบบสามมิติที่มีมุมมองถึง 360 องศา โดยผู้ใช้ไม่จำาเป็นต้องไปสถานที่จริง
จัดแบ่งชนิดของเทคนิคเพิ่มความเสมือนจริง (AR) ออกเป็น
4 ชนิด สิ่งนั้นสามารถแยกชนิดได้ ดังนี้
1.Optical See-Through AR ผู้ใช้เห็นชัดเจนด้วย Head-mounted display (ผู้ใช้จะต้องสวมหมวกที่มีจอภาพไว้บนศีรษะ) เพื่อแสดงสิ่งแวดล้อมเสมือนได้ (VE) โดยตรงมากกว่า
โลกจริง
2.Projector Based AR ใช้วัตถุโลกจริงเช่นเดียวกับการออกแบบพื้นผิวส้าหรับ VE3.Video See-Through AR ใช้ HMD ทึบแสงในการแสดงผสมผสานกับวิดีโอของ VE และมองจากล้องถ่ายรูปบน HMD
4.Monitor-Based AR ใช้ผสมผสานกับวิดีโอสตรีมแต่การแสดงน่าติดตามมากกว่าปกติหรือจับสิ่งแสดงได้ Monitor-Based AR คือความเป็นไปได้ยากเล็กน้อยที่จะติดตั้งเพราะมันจ้ากัดเนื้อหา HMD
แนวคิดหลักของเทคโนโลยีเสมือนจริง
คือการพัฒนาเทคโนโลยีที่ผสานเอาโลกแห่งความเป็นจริงและความเสมือนจริงเข้าด้วยกันผ่านซอฟต์แวร์และอุปกรณ์เชื่อมต่อต่างๆ เช่นเว็บแคมคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์อื่นที่เกี่ยวข้อง ซึ่งภาพเสมือนจริงนั้นจะแสดงผลผ่านหน้าจอคอมพิวเตอร์หน้าจอโทรศัพท์มือถือบนเครื่องฉายภาพ หรือบนอุปกรณ์แสดงผลอื่นๆ โดยภาพเสมือนจริงที่ปรากฏขึ้นจะมีปฏิสัมพันธ์กับผู้ใช้ได้ทันทีทั้งในลักษณะที่เป็นภาพนิ่งสามมิติภาพเคลื่อนไหว หรืออาจจะเป็นสื่อที่มีเสียงประกอบขึ้นกับการออกแบบสื่ อแต่ ละรูปแบบว่ าให้ออกมาแบบใด โดยกระบวนการภายในของเทคโนโลยีเสมือนจริง ประกอบด้วย 3กระบวนการ ได้แก่
• การวิเคราะห์ภาพ (Image Analysis) เป็นขั้นตอนการค้นหา Marker จากภาพที่ได้จากกล้องแล้วสืบค้นจากฐานข้อมูล(Marker Database) ที่มีการเก็บข้อมูลขนาดและรูปแบบของMarker เพื่อนำามาวิเคราะห์รูปแบบของ Marker
• การคำานวณค่าตำาแหน่งเชิง 3 มิติ(Pose Estimation)ของ Marker เทียบกับกล้อง
• กระบวนการสร้างภาพสองมิติจากโมเดลสามมิติ(3DRendering) เป็นการเพิ่มข้อมูลเข้าไปในภาพ โดยใช้ค่าตำาแหน่งเชิง 3 มิติที่คำานวณได้จนได้ภาพเสมือนจริง
เทคโนโลยีเสมือนจริงสามารถแบ่งประเภทตามส่วน
วิเคราะห์ภาพ (Image Analysis) เป็น 2 ประเภท ได้แก่ การ
วิเคราะห์ภาพโดยอาศัย Marker เป็นหลักในการทำางาน (Markerbased AR) และการวิเคราะห์ภาพโดยใช้ลักษณะต่างๆ ที่อยู่ในฃภาพมาวิเคราะห์(Marker-less basedARหลักการของเทคโนโลยีเสมือนจริง ประกอบด้วย
1. ตัว Marker (หรือที่เรียกว่า Markup)
2. กล้องวิดีโอ กล้องเว็บแคม กล้องโทรศัพท์มือถือ หรือตัวจับSensor อื่นๆ
3. ส่วนแสดงผลอาจเป็นจอภาพคอมพิวเตอร์หรือจอภาพโทรศัพท์มือถือ หรืออื่นๆ
4. ซอฟต์แวร์หรือส่วนประมวลผลเพื่อสร้างภาพหรือวัตถุแบบสามมิติ
พื้นฐานหลักของ AR จำาเป็นต้องรวบรวมหลักการของการ
ตรวจจับการเคลื่อนไหว (Motion Detection) การตรวจจับการเต้นหรือการเคาะ (Beat Detection) การจดจำาเสียง (VoiceRecognize) และการประมวลผลภาพ(ImageProcessing) โดยนอกจากการตรวจจับการเคลื่อนไหวผ่าน Motion Detect แล้วการตอบสนองบางอย่างของระบบผ่านสื่อนั้น ต้องมีการตรวจจับเสียงของผู้ใช้และประมวลผลด้วยหลักการ Beat Detection เพื่อให้เกิดจังหวะในการสร้างทางเลือกแก่ระบบ เช่น เสียงในการสั่งให้ตัว Interactive Media ทำางาน ทั้งนี้การสั่งการด้วยเสียงจัดว่าเป็นAR และในส่วนของการประมวลผลภาพนั้นเป็นส่วนเสริมจากงานวิจัยซึ่งเป็นส่วนย่อยของ AR เพราะเน้นไปที่การทำางานของปัญญาประดิษฐ์(Artificial Intelligent:AI) ในการสื่ออารมณ์กับผู้ใช้บริการผ่านสีและรูปภาพ
ระบบเสมือนเสริมบนโทรศัพท์มือถือ
โทรศัพท์มือถืออัจฉริยะหรือสมาร์ทโฟน (Smart Phone)
ถือเป็นจุดเปลี่ยนแนวคิดทางการตลาดของการโฆษณา เพราะด้วยระบบเสมือนจริงบนโทรศัพท์มือถือ(MobileAR)ทำาให้ผู้ใช้สามารถรับข้อมูลหรือข่าวสารได้ทันทีตามคุณลักษณะของซอฟต์แวร์หรือโปรแกรมต่างๆ ที่อยู่ในโทรศัพท์มือถือ แบบที่ผู้ใช้สามารถพกพาได้อย่างสะดวก
ระบบเสมือนจริงบนโทรศัพท์มือถือจัดเป็นเทคโนโลยี
เสมือนจริงที่ใช้งานบนโทรศัพท์มือถือ ทำาให้หน้าจอของโทรศัพท์มือถือแสดงข้อมูลต่างๆ ที่ได้รับจากเครือข่ายอินเทอร์เน็ต ทั้งนี้โทรศัพท์มือถือที่สามารถใช้ระบบเสมือนจริงได้ต้องมีคุณสมบัติของ
เครื่อง ดังนี้
•กล้องถ่ายรูป
•GPS ที่ สามารถระบุ พิกัดตำาแหน่ งและเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตได้
•เข็มทิศดิจิตอลในเครื่อง
สำาหรับโทรศัพท์มือถือที่รองรับเทคโนโลยีนี้ได้มีหลายยี่ห้อ
อาทิiPhone3GS และมือถือที่มีระบบปฏิบัติการแอนดรอยด์เช่นHTC G1, HTC HERO, HTC DROID เป็นต้น
การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเสมือนจริงจากอดีตจนถึงปัจจุบันมีการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเสมือนจริงเข้ากับชีวิตประจำาวัน เช่น
• การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเช่นอุตสาหกรรมสร้างเครื่ องบิน อุตสาหกรรมผลิตรถยนต์ โดยบริษัท BMW ได้ใช้เทคโนโลยีเสมือนจริงมาช่วยในการผลิต โดยให้ผู้ใช้ได้เรียนรู้การทำางานด้วยการใส่แว่นตาที่จะมีคำาแนะนำาและจำาลองการทำางานแสดงให้เห็นแต่ละขั้นตอนก่อนปฏิบัติจริงแบบ 3 มิติ
ภาพที่ 3 : แสดงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเสมือนจริงในอุตสาห-กรรมผลิตรถยนต์ของบริษัท BMW
ที่มา: http://www.designboom.com/weblog/cat/23/view/7473/bmw-augmented-car-repairs.htm
ภาพที่4: แสดงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเสมือนจริงจำาลองการผ่าตัดผ่านระบบARI*SER
ที่มา: http://www.nectec.or.th/index.php?option=com_content&view=article&id=289:image-processing&catid=40:technologynews&Itemid=16
การประยุกต์ใช้ทางด้านการแพทย์เช่น การเรียบเรียงหลักการประยุกต์ใช้ภาพเสมือนจริงทางการแพทย์โดยการเพิ่มตัวต่อประสานระบบสัมผัสภาพ 3 มิติเพื่อเพิ่มความสมจริงในการรักษา และให้นักศึกษาแพทย์ได้ใช้เครื่องมือแพทย์รักษาหรือผ่าตัดผู้ป่วยแบบไม่ต้องสัมผัสกับผู้ป่วยจริง มีการนำาเทคโนโลยีเสมือนจริงจำาลองการผ่าตัดผ่านระบบ ARI*SER โดยทางมหาวิทยาลัยแพทยศาสตร์ Ganz ได้แปลงให้เป็นระบบจำาลองการผ่าตัดตับ
ภาพที่ 5 : แสดงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเสมือนจริงในการซื้อขายทางการเงินด้วยเทคโนโลยีCYBERII
ที่มา:http://www.emeraldinsight.com/1741-0398.htm
การประยุกต์ใช้ทางด้านธุรกิจ เช่น การใช้เทคโนโลยีเสมือนจริงกับการซื้อขายทางการเงินด้วยเทคโนโลยีCYBERII โดยระบบสามารถให้ผู้ใช้งานกำาหนดบทบาทของตัวแทนจำหน่าย(FinanceDealer) ในสภาพแวดล้อมเสมือนที่สามารถเสนอราคาในการซื้อขาย โดยใช้ลูกบอลสีเหลืองแสดงราคาซื้อและลูกบอลสีแดงแสดงราคาขาย ทำาให้ผู้ใช้สามารถจำาลองการซื้อขายทางการเงินได้เสมือนจริง
ภาพที่ 6 : แสดงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเสมือนจริงในงานThe World Exposition Shanghai China
ที่มา: http://www.thailandexpo2010.com/th/pavilion/room2.php
การประยุกต์กับการสั่งซื้อสินค้าออนไลน์เช่น บริษัทชิเซโด้นำาเทคโนโลยีเสมือนจริงมาใช้ผ่านกระจก
ดิจิตอลเพื่อจำาลองการทดสอบในการแต่งหน้าว่าเหมาะกับลูกค้าหรือไม่ โดยระบบจะซ้อนภาพส่ วนของการแต่ งหน้าขึ้นไปบนใบหน้าจริงที่ปรากฎบนหน้าจอในลักษณะของการเปรียบเทียบให้เห็นทั้งก่อนแต่งหน้าและหลังแต่งหน้า ในการใช้งานจะให้ลูกค้านั่งลงตรงหน้าเครื่องแล้วให้กล้องสแกน จากนั้นระบบจะวิเคราะห์สีผิว องค์ประกอบต่างๆ ตลอดจนรูปใบหน้า เพื่อแนะนำาว่าควรเลือกแต่งหน้าและเลือกใช้เครื่องสำาอางใด โดยสามารถแสดงผลการแต่งหน้าได้ทันทีและสามารถสั่งพิมพ์ภาพใบหน้าก่อนและหลังแต่ง พร้อมข้อมูลเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์เครื่องสำาอางที่ต้องใช้ เพื่อเลือกซื้อตามรายการที่เลือกไวบริษัท Tissot ให้ลูกค้าสามารถลองสินค้าผ่านหน้าจอคอมพิวเตอร์ที่มีเว็บแคม โดยลูกค้าจะเลือกรหัสสินค้า หรือรุ่นที่ลูกค้าต้องการ ทำาให้ลูกค้าได้ลองสินค้าเสมือนจริงผ่านเทคโนโลยีAR จนได้สินค้าที่ถูกใจก่อนสั่งซื้อสินค้าสำาหรับMobileARมีการนำาเสนอการแต่งบ้านด้วยมือถือจากIKEAที่ทำาให้ลูกค้าเป็นสถาปนิกด้วยตัวเอง โดยไม่ต้องเสียเงินเพียงแค่ใช้โทรศัพท์มือถือแล้วเลือกรูปสินค้าในหมวดIKEAPSจากนั้นกดถ่ายรูป และเลื่อนตำาแหน่งโทรศัพท์มือถือไปถ่ายในมุมที่ต้องการวางเฟอร์นิเจอร์ จะเห็นมุมห้องที่มีเฟอร์นิเจอร์ตามที่เลือกไว้โดยสามารถบันทึกภาพและส่งต่อให้เพื่อนผ่าน MMS ได้
ที่มา: api.ning.com/files/.../AugmentedRealit1.pdf
