Пространственные вычисления: значение и преимущества

пространственный вычисление Это система, которая включает в себя естественные человеческие действия в качестве входных данных для компьютерного управления, а воспринимаемое трехмерное пространство используется в качестве холста для рисования текста, изображений и видео.

Эти естественные человеческие действия включают жесты рук, речь, движения головы и физическое перемещение из точки А в точку Б. Таким образом, пространственный компьютер сливается с физической средой своего пользователя.

В этом посте рассматриваются технологии пространственных вычислений и то, что они привносят в будущее взаимодействия человека с компьютером. Он проливает свет на преимущества, проблемы, приложения и новые тенденции на рынке.

Что такое пространственные вычисления?

Пространственные вычисления — это развивающаяся концепция, которая стирает границы между реальным и виртуальным мирами с использованием новых аппаратных средств. Пространственные вычисления сами по себе не являются конкретной технологией. Скорее, это общий термин, который объединяет многочисленные технологии, в том числе виртуальную реальность (VR), дополненную реальность (AR), смешанную реальность (MR), Интернет вещей (IoT), в технологическую революцию.

Маркет.нас оценивает текущий рынок пространственных вычислений и IoT в 120 миллиардов долларов с прогнозами роста до 620 миллиардов долларов к 2032 году. Прогнозы рынка (PMI), однако, оценивает рынок в 87.5 миллиардов долларов, а на 2032 год он оценивается в 516 миллиардов долларов.

Предлагая новый подход к интерфейсу человек-компьютер, пространственный компьютер позволяет пользователю получить множество преимуществ, которые иначе были бы невозможны. Это включает в себя расширенный пользовательский опыт погружения в 3D для образования, архитектуры, промышленного дизайна и т. д. Затем идут игры и другие виды развлечений, а также другие грядущие решения.

У пространственных вычислений также есть проблемы, которые затрудняют их массовое внедрение. Одной из этих проблем является высокая стоимость специализированного оборудования, часто необходимого для пространственного компьютера, что, в свою очередь, приводит к снижению уровня использования, опыта, исследований и разработок, что замедляет общий прогресс в отрасли.

Как работают пространственные вычисления?

Пространственные вычисления отличаются от других вычислительных подходов тем, что они сосредоточены на среде пользователя. Пространственный компьютер стремится последовательно воссоздать свой выходной дисплей на основе местоположения и ориентации пользователя.

Хотя не существует фиксированного подхода к созданию пространственного компьютера, необходимы следующие шаги для достижения цели постоянно развивающейся обратной связи, основанной на физической активности пользователя.

Чувство окружающей среды: Пространственные компьютеры содержат датчики и камеры, которые собирают информацию из среды пользователя для дальнейшей обработки. Если предположить, что пользователь надевает головной убор, то этот головной убор будет содержать датчики, чтобы знать, когда пользователь смотрит на юг, север и так далее. В зависимости от приложения устройство может получать изображения из окружающей среды для дальнейшей обработки. Существуют также камеры глубины, которые упрощают идентификацию и измерение 3D-объектов.
Картографирование окружающей среды: Следующим шагом после сбора данных с помощью датчиков является создание трехмерного представления среды пользователя. Этот процесс называется пространственным картографированием и полезен по многим причинам, включая планирование движения, предотвращение столкновений и лучшее смешение физического и виртуального миров.
Наложение цифрового контента: в зависимости от приложения цифровой контент теперь накладывается на реальный вид. Системы виртуальной реальности будут накладывать всю пространственную карту со всеми ее объектами, изображениями и текстом, а системы дополненной реальности и смешанной реальности будут прикреплять необходимый виртуальный контент в определенных местах.
Обработка пользовательского ввода: Теперь, когда интерфейс отображается и работает, система переходит в цикл ожидания действий пользователя. Эти входные данные могут исходить от физических движений, жестов рук, голосовых команд, специальных контроллеров или любых других методов ввода, которые пользователь использует для навигации по системе или управления ее объектами. Каждый пользовательский ввод перехватывается и соответствующим образом обрабатывается.
Корректировки в реальном времени: последний шаг — повторный рендеринг цифрового контента, чтобы включить новые пользовательские данные или их эффекты. Это может варьироваться от небольших событий, таких как анимация нажатия кнопки, до более масштабных операций, таких как переключение режимов, изменение декораций, загрузка новой подпрограммы и т. д.

Преимущества пространственных вычислений

Есть много преимуществ пространственных вычислений для личного и делового использования, и вот основные из них.

Опыт погружения: Обратная связь как в виртуальной, так и в дополненной реальности с возможностью более естественного управления может предложить пользователям компьютеров гораздо лучший опыт, чем это возможно с другими формами вычислений. Это включает в себя работу, образование, развлечения и другие виды использования. Apple Vision Pro, например, позволяет вам размещать ваши приложения в ваших собственных пространствах с предпочтительными размерами.
Осведомленность в реальном мире: Пространственные вычисления поддерживают осведомленность о реальном мире, представляя физическую среду пользователя. Эта функция позволяет легко совмещать вычисления с другими физическими задачами, такими как езда на велосипеде.
Лучшее понимание: Предоставляя интерактивные 3D-симуляции и модели естественным образом, пространственные вычисления упрощают понимание сложных концепций. Это преимущество делает приложения для обучения и обучения более эффективными.
Расширенные возможности взаимодействия с пользователем: Пространственные вычисления не ограничиваются вводом данных с клавиатуры, мыши или сенсорной панели, поскольку в качестве входных данных используются жесты рук, голосовые команды, движения глаз и физические движения.
Улучшенные визуализации: дизайнеры, инженеры и архитекторы могут лучше визуализировать свои продукты и творения в иммерсивной 3D-среде с помощью пространственных вычислений. Это преимущество приводит к более высокому производительность.
Снижение затрат на разработку: Виртуальное 3D-прототипирование и тестирование могут снизить стоимость разработки продуктов, избавив от необходимости разрабатывать физические прототипы.
Инновации и прорыв: Переворачивая с ног на голову представление о том, что такое компьютер, а что нет, пространственные вычисления также стимулируют инновации для создания новых технологий и услуг, которые будут предлагать лучшую ценность, чем то, что доступно в настоящее время.
Удаленное сотрудничество и услуги: Пространственные вычисления упрощают удаленную совместную работу команд, как если бы они находились в одном физическом пространстве. Это в равной степени относится к поставщикам услуг и их клиентам, например, к удаленной компьютерной поддержке.
Расширенные развлечения: Без сомнения, рынок развлечений на основе пространственных вычислений огромен, особенно для пространственных (AR и VR) игр.
phygital: маркетинговые кампании, сочетающие физическое и цифровое присутствие (phygital) легко выиграют от пространственных кампаний.

Пространственные вычислительные технологии

Движение за пространственные вычисления опирается на уже существующие технологии и само по себе развивает новые. Однако отрасль все еще развивается, поэтому ожидайте новых инноваций в будущем. Вот современные технологии и тенденции в индустрии пространственных вычислений.

Отслеживание рук: это использование движений рук или жестов в качестве входных данных для компьютера.
Носимые и тактильные устройства: предметы одежды, которые обеспечивают ввод данных в компьютер или обратную связь с пользователем.
Управление голосом: Возможность командовать или говорить компьютеру, что делать, говоря.
Отслеживание глаз: Мониторинг направления и движений глаз в виде компьютерного ввода.
Виртуальная реальность (VR): Отображение полностью виртуального мира для пользователя.
Augmented Reality (AR): Отображение или наложение виртуальных элементов на физическое зрение.
Смешанная реальность (MR): комбинация режимов отображения AR и VR.
SLAM: Одновременная локализация и сопоставление.
3D камеры: Чтобы подобрать размеры объекта и расстояние от пользователя. Apple Vision Pro позволяет захватывать пространственные изображения и видео в режиме трехмерного погружения.
пространственный AI: интеграция искусственного интеллекта в приложения для пространственных вычислений для автоматического выполнения множества задач.
Пространственное картографирование: Создание цифровой 3D-карты среды пользователя.
Пространственное аудио: Трехмерный звуковой ландшафт, усиливающий эффект присутствия.
Пространственное сотрудничество: Взаимодействие нескольких пользователей в общем физическом пространстве с цифровым контентом.
Пространственная аналитика: процесс анализа пространственных данных для понимания.
EdgeComputing и 5 г: две технологии для значительного повышения производительности пространственных вычислений за счет уменьшения задержки и полосы пропускания.

Приложения пространственных вычислений

Вот краткий список различных отраслей, в которых вы можете применять концепции пространственных вычислений или создавать прорывные приложения.

Персональные вычисления: от просмотра веб-страниц до просмотра фильмов, фотосъемки, общения в чате и посещения видеоконференций. Вижн Про от Apple является пионером персональных пространственных вычислений со своей ОС visionOS.
Здоровье: от медицинского обучения до хирургической помощи и удаленных консультаций, пространственные вычисления могут помочь обеспечить более реалистичное моделирование и подробную и точную информацию о пациенте.
Дизайн: От дизайнеров продуктов до архитекторов и градостроителей пространственные вычисления могут обеспечить более продуктивный и эффективный метод творческой работы. Он также может предложить более качественные виртуальные прогулки, презентации продуктов и художественные выставки.
Образование : Пространственные вычисления — это идеальная технология для приложений интерактивного обучения, поскольку они позволяют легко изучать предметы или воссоздавать исторические события с помощью трехмерного погружения.
Игры и развлечения: От иммерсивных игр до решений смешанной реальности для изображений, звука и видео — применение пространственных вычислений в играх и развлечениях огромно.
Ритейл: Виртуальные примерки и визуализация продуктов позволяют покупателям увидеть, как на них будут смотреться одежда, косметика и аксессуары.
Производство: Прототипирование, инженерные затраты и время могут быть эффективно сокращены с помощью пространственных вычислений.
Недвижимость: Потенциальные арендаторы и покупатели могут совершить виртуальную экскурсию по заинтересовавшей их недвижимости. Кроме того, приложения для меблировки могут помочь продемонстрировать, как недвижимость может выглядеть, когда она хорошо обставлена.
Туризм: Интерактивные путеводители с дополненной реальностью могут быть полезны туристам благодаря подробной информации о достопримечательностях и других интересных местах.

Проблемы пространственных вычислений

Продолжающаяся эволюция пространственных вычислений также имеет свои проблемы, поскольку дизайнеры и строители пытаются точно выяснить, что работает, а что нет, при создании пространственного компьютера завтрашнего дня. Вот основные проблемы.

Безопасность: Все вычислительные или технологические системы имеют тот или иной недостаток безопасности. Это неизбежно. Таким образом, разработчики могут только надеяться обнаружить и решить проблемы безопасности до того, как они станут достоянием общественности.
Цена: оборудование для пространственных вычислений относительно дорогое по сравнению с настольными компьютерами и смартфонами. Это ограничивает его применимость к определенным отраслям, пользователям, техническим и образовательным целям.
Проблемы программирования: В качестве нового подхода к компьютерам пространственные вычисления ставят новые задачи программирования, такие как точное отслеживание, реалистичная визуализация и отображение выходных данных, безопасность данных и другие необходимые навыки.
Гео-конфиденциальность: Работа пространственных вычислений зависит от местоположения пользователя, и это вызывает вопросы конфиденциальности.
Этические соображения: Еще одна серьезная проблема, стоящая перед пространственными вычислениями, — это зависимость от виртуальной реальности. Возьмем, к примеру, неиммерсивный смартфон, который создал у своих пользователей повышенный уровень зависимости. А теперь подумайте об иммерсивном мире пространственных вычислений, который наверняка создаст больше проблем с зависимостью у молодых пользователей.

Известные бренды пространственных вычислений

В то время как проекты носимых гарнитур, такие как новаторские Google Glass, потерпели неудачу, есть другие проекты и бренды, которые разрабатывают решения для пространственных вычислений.

Часто задаваемые вопросы о пространственных вычислениях

Вот некоторые часто задаваемые вопросы о пространственных вычислениях и связанных с ними технологиях.

В: Как работают пространственные вычисления?

О: Он объединяет виртуальный и физический миры пользователя, обеспечивая иммерсивное взаимодействие с помощью технологий AR, VR и MR для расширения возможностей.

В: Как AR, VR и MR связаны с пространственными вычислениями?

О: AR — это дополненная реальность, а VR — виртуальная реальность. Обе технологии используются для отображения пространственных вычислений и могут быть объединены как MR или Mixed Reality.

В: Безопасны ли пространственные вычисления?

A: Каждая вычислительная система имеет свои риски.

В: Заменят ли пространственные вычисления настольные и мобильные компьютеры?

Ответ: Никто не может предсказать будущее. Но он обязательно займет свою нишу.

В: Возможны ли пространственные вычисления без специального оборудования?

О: Да, вы можете работать с базовыми формами на смартфонах с поддержкой дополненной реальности. Но вы получите наилучшие результаты только со специализированным оборудованием.

Заключение

Мы подошли к концу этого поста о пространственных вычислениях и будущем нашего взаимодействия с компьютерами. И, как вы видели, эта технология все еще развивается, и многие интересные продукты все еще находятся в пути.

Пространственные вычисления — это не просто технологический прогресс; она обещает новую реальность для всех нас. Будущее, в котором физический мир и все вычислительные мощности виртуального мира объединены в одну реальность и находятся у вас под рукой, как киборг – Делай с ними, что хочешь.