Пространствени изчисления: Значение и ползи

Пространственото изчисление е система, която включва естествени човешки действия като вход за компютърен контрол, докато използва възприеманото 3D пространство като платно за рисуване на текст, изображения и видеоклипове.

Тези естествени човешки действия включват жестове с ръце, реч, движения на главата и физическо преместване от точка А до точка Б. Следователно един пространствен компютър се слива с физическата среда на своя потребител.

Тази публикация разглежда технологията за пространствени изчисления и какво има тя за бъдещето на взаимодействията човек-компютър. Той хвърля светлина върху предимствата, предизвикателствата, приложенията и нововъзникващите тенденции на пазара.

Какво е пространствено изчисление?

Пространственото изчисление е развиваща се концепция, която размива границите между реалния и виртуалния свят, използвайки нови комплекти хардуер. Пространствените изчисления не са специфична технология сама по себе си. По-скоро това е общ термин, който съчетава множество технологии – включително виртуална реалност (VR), разширена реалност (AR), смесена реалност (MR), интернет на нещата (IoT) – в технологична революция.

Market.us оценява текущия пазар на пространствени изчисления и IoT на 120 милиарда долара, с прогнози да нарасне до 620 милиарда долара до 2032 г. Prophecy Market Insights (PMI), обаче, оценява пазара на 87.5 милиарда долара, с оценка за 2032 г. от 516 милиарда долара.

Като предлага нов подход към интерфейса човек-компютър, пространственият компютър позволява на своя потребител да постигне много предимства, които иначе не биха били възможни. Това включва подобреното потребителско изживяване на 3D потапяне за образование, архитектура, индустриален дизайн и т.н. След това има игри и други видове забавление, както и други предстоящи решения.

Пространствените компютри също имат предизвикателства, които правят масовото им приемане по-трудно. Едно от тези предизвикателства е високата цена на специализирания хардуер, често необходим за пространствен компютър, което от своя страна води до по-ниски нива на използване, опит, изследвания и разработки, което забавя цялостния напредък в индустрията.

Как работи пространственото изчисление?

Пространственото изчисление се отличава от другите изчислителни подходи с фокуса си върху средата на потребителя. Пространственият компютър се стреми да пресъздаде последователно своя изходен дисплей въз основа на местоположението и ориентацията на потребителя.

Въпреки че няма фиксиран подход за създаване на пространствен компютър, следните стъпки са необходими за постигане на целта за постоянно развиваща се обратна връзка въз основа на физическите дейности на потребителя.

1. Усещане на околната среда: Пространствените компютри съдържат сензори и камери, които улавят информация от средата на потребителя за по-нататъшна обработка. Ако приемем, че потребителят си слага шапка, тогава тази шапка ще съдържа сензори, за да знае кога потребителят е обърнат на юг, север и т.н. В зависимост от приложението, устройството може допълнително да вземе изображения от околната среда за допълнителна обработка. Има и камери за дълбочина, които улесняват идентифицирането и измерването на 3D обекти. 
2. Картографиране на околната среда: Следващата стъпка след заснемането на данни чрез сензори е да се създаде 3D представяне на средата на потребителя. Този процес се нарича пространствено картографиране и е полезен по много причини – включително планиране на движението, избягване на сблъсък и по-добро смесване на физическия и виртуалния свят.
3. Наслагване на цифрово съдържание: В зависимост от приложението цифровото съдържание вече се наслагва върху изгледа от реалния свят. Системите за виртуална реалност ще покриват цялата пространствена карта с всички нейни обекти, изображения и текст, докато системите за добавена реалност и смесена реалност ще прикрепят необходимото виртуално съдържание на определени места.
4. Обработка на потребителски данни: Сега, когато интерфейсът е показан и активен, системата преминава в цикъл в очакване на въвеждане от потребителя. Тези входове могат да идват от физически движения, жестове с ръце, гласови команди, специални контролери или всякакви други методи за въвеждане, които потребителят използва, за да навигира в системата или да манипулира нейните обекти. Всеки потребителски вход се улавя и се обработва по подходящ начин.
5. Корекции в реално време: Последната стъпка е повторното изобразяване на цифровото съдържание, за да се включат новите потребителски въведени данни или техните ефекти. Това може да варира от малки събития като анимиране на щракнат бутон до по-обширни операции като превключване на режими, промяна на пейзажа, зареждане на нова подпрограма и т.н.

Предимства на пространственото изчисление

Има много предимства на пространствените изчисления за лична и бизнес употреба и ето основните от тях.

• Потапящо преживяване: Обратната връзка както с виртуална, така и с разширена реалност с възможност за по-естествени контроли може да предложи на компютърните потребители много по-добро изживяване, отколкото е възможно с други форми на изчисление. Това включва работа, образование, забавление и други употреби. Apple Vision Pro, например, ви позволява да позиционирате вашите приложения във вашите собствени пространства в предпочитани размери.
• Информираност за реалния свят: Пространственото изчисление поддържа осведоменост за реалния свят, като представя физическата среда на потребителя. Тази функция улеснява комбинирането на компютъра с други физически задачи като каране на велосипед.
• По-добро разбиране: Предоставяйки интерактивни 3D симулации и модели по естествен начин, пространственото изчисление улеснява разбирането на сложни концепции. Това предимство прави приложенията за обучение и образование по-ефективни.
• Подобрени потребителски взаимодействия: Пространствените изчисления не се ограничават до въвеждане от клавиатура, мишка или тъчпад, защото използват жестове с ръце, гласови команди, очи и физически движения като вход.
• По-добри визуализации: Дизайнери, инженери и архитекти могат по-добре да визуализират своите продукти и творения в поглъщаща 3D среда, използвайки пространствено изчисление. Това предимство води до по-висока производителност.
• По-ниски разходи за разработка: Виртуалното 3D прототипиране и тестване може да намали разходите за разработка на продукти, като направи ненужно разработването на физически прототипи.
• Иновация и прекъсване: Преобръщайки идеята какво е и какво не е компютърът, пространственото изчисление също така стимулира иновациите за създаване на нови технологии и услуги, които ще предлагат по-добра стойност от това, което е налично в момента.
• Отдалечено сътрудничество и услуги: Пространственото изчисление улеснява екипите да си сътрудничат дистанционно, сякаш са в едно и също физическо пространство. Това се отнася еднакво за доставчиците на услуги и техните клиенти, като например с отдалечена компютърна поддръжка.
• Подобрено забавление: Без съмнение пазарът за развлечения, базирани на пространствени компютри, е огромен, особено за пространствени (AR & VR) игри.
• Фигитал: Маркетингови кампании, които комбинират физическо и дигитално присъствие (phygital) лесно ще се възползват от пространствени кампании.

Пространствени компютърни технологии

Движението за пространствени изчисления се основава на вече съществуващи технологии и развива нови самостоятелно. Индустрията обаче все още се развива, така че очаквайте повече иновации в бъдеще. Ето актуалните технологии и тенденции в индустрията за пространствени изчисления.

• Проследяване на ръце: Това е използването на движения на ръцете или жестове като вход към компютъра.
• Носими и хаптични: Облекло, което предоставя входни данни към компютъра или обратна връзка към потребителя.
• Voice Control: Способност да командвате или казвате на компютъра какво да прави чрез говорене.
• Проследяване на очите: Наблюдение на посоката и движенията на окото като компютърен вход.
• Виртуална реалност (VR): Показване на напълно виртуален свят на потребителя.
• Увеличена реалност (AR): Показване или наслагване на виртуални елементи върху физическото зрение.
• Смесена реалност (MR): Комбинация от режими на показване AR и VR.
• SLAM: Едновременна локализация и картографиране.
• 3D камера: За да вземете размери на обекти и разстояние от потребителя. Vision Pro на Apple ви позволява да заснемате пространствени изображения и видеоклипове в 3D потапяне.
• Пространствен AI: Интегрирането на изкуствения интелект в приложения за пространствени изчисления за автоматично извършване на много неща.
• Пространствено картографиране: Създаване на цифрова 3D карта на средата на потребителя.
• Пространствено аудио: 3D звуков пейзаж, който подобрява завладяващото изживяване.
• Пространствено сътрудничество: Взаимодействието на множество потребители в споделено физическо пространство с цифрово съдържание.
• Пространствен анализ: Процесът на анализиране на пространствени данни за прозрения.
• Edge Computing & 5g: Две технологии за значително подобряване на производителността в пространствените изчисления чрез намаляване на латентността и честотната лента.

Приложения на пространствени изчисления

Ето кратък списък на различните индустрии, в които можете да прилагате концепции за пространствени изчисления или да създавате разрушителни приложения.

• Персонални компютри: От сърфиране в интернет до гледане на филми, правене на снимки, чат и посещаване на видео срещи, Vision Pro на Apple е пионер в персоналните пространствени изчисления със своята visionOS.
• Здравеопазване: От медицинско обучение до хирургическа помощ и дистанционни консултации, пространственото изчисление може да помогне за предоставяне на по-реалистични симулации и подробна, точна информация за пациента.
• Дизайн: От продуктови дизайнери до архитекти и градостроители, пространственото изчисление може да осигури по-продуктивен и ефективен метод за творческа работа. Може също така да предложи по-добри виртуални разходки, продуктови презентации и художествени изложби.
• Образование: Пространственото изчисление е идеалната технология за интерактивни приложения за обучение, тъй като улеснява изследването на предмети или пресъздаване на исторически събития с помощта на 3D потапяне.
• Игри и забавления: От завладяващи игри до решения за смесена реалност за картини, звук и видео, приложенията на пространствените изчисления в игрите и забавленията са огромни.
• На дребно: Виртуалните пробвания и визуализации на продукти могат да дадат възможност на клиентите да видят как дрехите, гримът и аксесоарите могат да изглеждат върху тях.
• производство: Прототипирането, инженерните разходи и времето могат да бъдат ефективно намалени с пространствени изчисления.
• Недвижими имоти: Потенциалните наематели и купувачи могат виртуално да обиколят имотите, от които се интересуват. Освен това приложенията за обзавеждане могат да помогнат да се покаже как могат да изглеждат имотите, когато са добре обзаведени.
• Tуризъм: Интерактивните ръководства с добавена реалност могат да предложат добра стойност на туристите с подробна информация за забележителности и други интересни места.

Предизвикателства на пространственото изчисление

Продължаващата еволюция на пространственото изчисление също има своите предизвикателства, тъй като дизайнерите и строителите се опитват да разберат точно какво работи и какво не, докато изграждат утрешния пространствен компютър. Ето основните предизвикателства.

• Охрана: Всички изчислителни или технологични системи имат един или друг пропуск в сигурността. Това е неизбежно. Така че разработчиците могат само да се надяват да открият и разрешат проблеми със сигурността, преди да станат публични.
• цена: Хардуерът за пространствени изчисления е относително скъп в сравнение с настолните компютри и смартфоните. Това ограничава неговата приложимост за определени индустрии, потребители, технически и образователни цели.
• Предизвикателства при програмирането: Като нов подход към компютрите, пространственото изчисление поставя нови предизвикателства за програмиране, като точно проследяване, реалистично изобразяване и показване на изхода, сигурност на данните и други необходими умения.
• Географска поверителност: Пространствените изчисления разчитат на местоположението на своя потребител, за да функционират, и това поражда опасения за поверителността.
• Етични съображения: Друго голямо предизвикателство пред пространствените изчисления е проблемът с пристрастяването към виртуалната реалност. Вземете например смартфона без потапяне, който е създал повишени нива на зависимост у своите потребители. А сега помислете за завладяващия свят на пространствените изчисления, който със сигурност ще създаде повече проблеми със зависимостта при по-младите потребители.

Известни марки за пространствени компютри

Докато проектите за носими слушалки като пионерските Google Glass се провалиха, ето други проекти и марки, които разработват решения за пространствени изчисления.

• apple vision pro
• Oculus
• Варжо
• Pimax
• HoloLens
• HTC Vive
• Vrgineers
• Магически скок
• Огледало

Често задавани въпроси за пространствени изчисления

Ето някои често задавани въпроси относно пространствените изчисления и свързаните с тях технологии.

Въпрос: Как работи пространственото изчисление?

О: Той обединява виртуалния и физическия свят на потребителя, като същевременно позволява поглъщащи взаимодействия чрез AR, VR и MR технологии за подобрени изживявания.

Въпрос: Как AR, VR и MR са свързани с пространствените изчисления?

О: AR е добавена реалност, докато VR е виртуална реалност. И двете технологии се използват за пространствени изчислителни дисплеи и могат да се комбинират като MR или Mixed Reality.

Въпрос: Безопасно ли е пространственото изчисление?

О: Всяка компютърна система има своите рискове.

Въпрос: Пространствените изчисления ще завладеят ли настолните и мобилните компютри?

О: Никой не може да предвиди бъдещето. Но със сигурност ще заеме своята ниша.

Въпрос: Възможни ли са пространствените изчисления без специализиран хардуер?

О: Да, можете да изпитате основни форми със смартфони с AR. Но ще получите най-добри резултати само със специализиран хардуер. 

Заключение

Стигнахме до края на тази публикация за пространствените изчисления и бъдещето на нашите взаимодействия с компютрите. И както видяхте, тази технология все още се развива, като много вълнуващи продукти все още са на път.

Пространствените изчисления не са просто технологичен напредък; то носи обещанието за нова реалност за всички нас. Бъдеще, в което физическият свят и цялата изчислителна мощ на виртуалния свят са обединени в една реалност и поставени на една ръка разстояние като киборг – да правиш с тях каквото щеш.