Augmented Reality (AR)

Volendo descrivere brevemente questa tecnologia possiamo dire che è una modalità per aumentare la percezione sensoriale umana attraverso l’uso di devices quali smartphone, tablet e visori dedicati con l’intento di amplificare la reale portata delle informazioni fornite dall’ambiente.

Dal punto di vista pratico, volendo semplificare, il meccanismo per il quale queste applicazioni vengono rese possibili è l’acquisizione di un’informazione (marker, GPS, immagine) che viene usata come trigger per il recupero di un contenuto da aggiungere ed illustrare in maniera contestualizzata.

A livello di letteratura invece la definizione che viene riconosciuta e riportata in lavori di ricerca è quella che la descrive come una realtà che combina il reale e il virtuale, interattiva in tempo reale ed integrata in 3D nel campo visivo dell'utente (R. T. Azuma, 1997) (Fig. 32).

Fig. 32 Proprietà dell’Augmented Reality

Questa semplificazione del concetto nasconde dietro invece implicazioni tecniche e storiche che possiamo far risalire alla metà degli anni ‘60 grazie ad un lavoro di ricerca condotto tra il 1965 e il 1968 all’Università dello Utah.

Da questo contributo, si arriva alla prima apparizione di quello che può essere definito come head mounted display (HMD), grazie alla creazione da parte di Ivan Sutherland di un

dispositivo(Fig. 33) che consentiva la proiezione di immagini tridimensionali semplici generate dal computer in sovrapposizione alla scena reale (Sutherland, 1968).

Fig. 33 La spada di Damocle

Nel corso degli anni si sono succeduti molteplici studi che hanno contribuito a migliorare ed aumentare il grado di conoscenza ed implementazione di dispositivi tecnologici di realtà aumentata in modo da esplorarne limiti e possibilità.

Da un punto di vista di sviluppo applicativo bisogna invece tenere molto in considerazione la tecnica con cui si intende mostrare i contenuti e il tipo di dispositivo per il quale si intende realizzare applicazioni di realtà aumentata, aspetti che troviamo ben descritti in un survey dove vengono riassunti le tecnologie, le applicazioni e le limitazioni della realtà aumentata (Van Krevelen & Poelman, 2010)

Per quel che riguarda il lato tecnico vengono riepilogate tre modalità principali (Fig. 34): ● optical see-through, dove gli utenti utilizzano vetri semitrasparenti per permettere la

visione contemporanea sia della realtà che delle grafiche virtuali sovrapposte, dando una percezione molto più naturale di quello che viene fruito;

● video see-through, è possibile manipolare l’immagine da fruire con la possibilità di sincronizzare l’immagine virtuale con la scena registrata prima che l’utente la possa vedere, cosa impossibile da attuare con la tecnologia optical see-through in cui la visione della realtà non può essere ritardata per adattarvi le informazioni virtuali; ● projective, questa tecnica ha il vantaggio che non richiede occhiali speciali da far

indossare agli utenti e il fatto che possono coprire grandi superfici avendo così un ampio campo visivo, con superfici di proiezione che possono variare da semplici pareti piatte o colorate a complessi modelli in scala.

Fig. 34 Le modalità di sistemi AR

Per quel che riguarda invece la tipologia di dispositivo ne vengono identificate tre sulla base della loro posizione tra il fruitore e l’ambiente reale (Fig. 35):

● head-worn; ● hand-held; ● spatial.

La prima categoria fa riferimento a dispositivi che consistono in visori posti sulla testa dell’utilizzatore attraverso un casco (HMD) e che possono essere sia monoculari che binoculari. Questo genere di dispositivi può utilizzare entrambe le tecniche di visualizzazione presentate, ovvero con l’utilizzo di display trasparenti (optical see-through)

oppure con immagini del mondo reale completamente generate attraverso video (video see- through). A questa categoria appartengono dispositivi introdotti nel corso degli anni da diversi produttori come i Google Glass, Meta Vision e Hololens di Microsoft.

La seconda categoria comprende dispositivi basati sia sulle tecniche video see-through, come ad esempio smartphone e tablet dove attraverso la fotocamera si è in grado di aprire un portale verso il mondo aumentato, che optical see-through displays con l’utilizzo di display wearable, così come altri che utilizzano dei proiettori portatili. La caratteristica principale di questi dispositivi è appunto la portabilità e sebbene questa categoria di display possa risultare a volte più ingombrante della prima, attualmente è la soluzione migliore per introdurre la realtà aumentata in un mercato di massa a causa dei bassi costi di produzione e della facilità d'uso. Dimostrazioni di queste considerazioni sono i comprovati successi su larga scala di applicazioni e giochi come Pokémon GO6_.

L’ultima tipologia di dispositivi fa riferimento a sistemi che vengono posizionati staticamente all'interno dell'ambiente e includono soluzioni come screen-based video see-through

displays, spatial optical see-through displays, and projective displays. Queste tipologie si prestano bene per grandi presentazioni ed esposizioni in cui vi deve essere un’interazione e manipolazione diretta dei contenuti limitata. Esempi di questi dispositivi sono quelli che rientrano nella classificazione degli head-up display (HUD) e che venivano utilizzati ad esempio all’interno degli abitacoli di volo dell'aviazione militare, ma che nel corso del tempo sono diventati sempre più comunemente adottati anche dall'aviazione civile con

implementazioni su veicoli terrestri e marittimi oltre che in varie applicazioni di altri settori, come quello automobilistico.

Riepilogando possiamo dire che la realtà aumentata è una tecnologia che combina reale e virtuale, lavora nella tridimensionalità, con diversi gradi di interazione e in real time

rendendola di fatto una tecnologia immersiva utilizzabile per il raggiungimento di scopi differenti tra loro come lo sviluppo di:

● Personal information systems

● Personal Assistance and Advertisement ● Navigation

● Industrial and military applications ● Maintenance and repair

● Soluzioni mediche ● sistemi di design

● giochi e applicazioni videoludiche

6_{https://www.guinnessworldrecords.com/news/2016/8/pokemon-go-catches-five-world-records-} 439327?fb_comment_id=1042775672485563_1042869635809500

In tutte queste considerazioni e descrizioni vanno anche citati quelli che possono essere i limiti o i vincoli di questa tecnologia e che sono riconducibili ad aspetti sia tecnici (Mekni & Lemieux, 2014) che altri legati al consumo di energia, l'ergonomia, l'aspetto e l’accessibilità al grande pubblico (R. Azuma et al., 2001).

I problemi e limiti principali possono essere così riepilogati: ● portabilità e uso esterno

● tracking e autocalibrazione ● percezione profondità ● Overload and over-reliance ● social acceptance

Una volta risolti e migliorati questi aspetti, avverrà per la realtà aumentata quello che è avvenuto in passato durante tutte le evoluzioni tecnologiche, ovvero il fatto di cominciare a diventare parte integrante della nostra quotidianità e non restare legata a progetti ed applicazioni isolate all’interno di specifici casi d’uso o domini applicativi (Carmigniani et al., 2011).