A realidade aumentada (RA) é uma das tendências tecnológicas actuais que se está a espalhar dia após dia. Esta tecnologia permite visualizar o ambiente da vida real com uma sobreposição de aumento digital, sendo um método altamente visual e interactivo com conteúdos digitais tais como sons, vídeos, gráficos e GPS em ambientes reais de trabalho através de câmaras fotográficas.
Actualmente, a RA pode ser gerada através de aplicações em dispositivos convencionais tais como smartphones, tablets, Hololens, etc. Pouco a pouco, esta tecnologia está à procura de novos sectores de aplicação para melhorar os seus fluxos de trabalho, especialmente tendo em vista a chegada de 5G.
Google, Facebook e Amazon são alguns dos gigantes que utilizam software de RA para optimizar a sua produtividade. Por exemplo, Instagram ou Snapchat criam filtros divertidos para os seus utilizadores.
Assim, a realidade aumentada é definida como uma forma alterada de realidade na qual o conteúdo gerado por computador é sobreposto às visões do mundo real do utilizador, permitindo que os bens digitais sejam adicionados ao seu ambiente físico. A RA deve também satisfazer três características básicas:
- Combinação do mundo real e virtual.
- Interacção em tempo real.
- Registo exacto em 3D de objectos reais e virtuais.
No entanto, existem diferentes tipos de AR e as suas diferenças devem ser conhecidas, uma vez que cada uma será mais adequada para uma determinada utilização, embora todas elas partilhem características comuns. Assim, a principal diferenciação será entre:
- RA baseado em marcadores.
- RA sem marcadores:
- RA basado en la ubicación.
- RA basado en proyección.
- RA de superposición.
- RA de contorno.
AR baseada em marcadores
As aplicações AR baseadas em marcadores utilizam imagens alvo (marcadores) para posicionar objectos num determinado espaço. Estes marcadores determinam onde a aplicação irá colocar o conteúdo digital 3D dentro do campo de visão do utilizador. As tecnologias de RA em fase inicial baseavam-se em marcadores.
Por outras palavras, estas aplicações estão ligadas a um marcador de padrão físico específico num ambiente do mundo real, a fim de sobrepor o objecto virtual 3D sobre ele. Assim, as câmaras devem digitalizar continuamente a entrada e colocar um marcador para o reconhecimento do padrão de imagem, a fim de criar a sua geometria. Caso a câmara não esteja devidamente focada, o objecto virtual não será exibido.
Consequentemente, um sistema de reconhecimento de imagem baseado em marcadores requer vários módulos, tais como câmara, captura de imagem, processamento de imagem e seguimento de marcadores, entre outros. Geralmente, este é um sistema simples e barato de implementar em filtros através de uma aplicação personalizada para reconhecer padrões específicos através de uma câmara.
Um exemplo deste tipo de realidade aumentada é utilizado pela Instagram e Snapchat através de filtros e jogos. Portanto, este tipo de AR já está introduzido na vida quotidiana dos seres humanos, uma vez que são actividades sociais rotineiras.
AR sem marcadores
Em contraste, o RA sem marcadores permite que objectos virtuais 3D sejam posicionados no ambiente de imagem real ao examinar as características presentes nos dados em tempo real. Este tipo de orientação baseia-se no hardware de qualquer smartphone, seja a câmara, GPS ou acelerómetro, entre outros, enquanto o software de realidade aumentada completa o trabalho.
Com este modelo, não há necessidade de um sistema de seguimento de objectos devido aos recentes avanços tecnológicos em câmaras, sensores e algoritmos de IA. Assim, funciona com os dados digitais obtidos por estes sensores capazes de registar um espaço físico em tempo real.
Em primeiro lugar, a análise sem marcadores utiliza a localização e mapeamento simultâneos (SLAM) para digitalizar o ambiente e criar mapas apropriados sobre os quais colocar objectos virtuais. SLAM markerless image tracking digitaliza o ambiente e cria mapas de onde colocar objectos virtuais em 3D, mesmo que os objectos não estejam dentro do campo de visão do utilizador, não se movem quando o utilizador se move, e o utilizador não tem de digitalizar novas imagens.
Portanto, esta tecnologia é capaz de detectar objectos ou pontos característicos numa cena sem conhecimento prévio do ambiente, por exemplo, pode identificar paredes ou pontos de intersecção. Esta é uma tecnologia que se caracteriza pela sua associação com o efeito visual de combinar a computação gráfica com imagens do mundo real.
Os primeiros sistemas que utilizavam este tipo de AR utilizavam a localização e os serviços de hardware de um dispositivo para interagir com os recursos fornecidos pelo software de AR, de tal forma que a localização e orientação do utilizador no espaço onde se encontrava era definida.
Outra característica deste tipo de RA é que os utilizadores podem aumentar a gama média de movimento enquanto experimentam a experiência. O ARKit da Apple e o ARCore SDK do Google disponibilizaram AR sem marcadores em dispositivos inteligentes. Actualmente, o AR sem marcadores é o método preferido de reconhecimento de imagem para aplicações que empregam esta tecnologia.
Assim, existem quatro categorias de AR sem marcadores:
- AR baseado na localização
O AR sem marcador baseado na localização visa a fusão de objectos virtuais 3D no espaço físico onde o utilizador se encontra. Esta tecnologia utiliza claramente a localização e os sensores de um dispositivo inteligente para posicionar o objecto virtual no local ou ponto de interesse desejado.
O exemplo mais representativo deste tipo de realidade aumentada é o jogo para smartphone Pokémon GO, que utiliza AR sem marcadores, baseado na localização, dando imediatamente vida ao ambiente do utilizador, dependendo da sua aparência.
Este RA liga a imagem virtual a um local específico através da leitura dos dados em tempo real utilizando a câmara, GPS, bússola e um acelerómetro. Além disso, como se baseia em RA sem marcadores, não é necessária nenhuma pista de imagem para o seu funcionamento, pois é capaz de prever a abordagem do utilizador para fazer corresponder os dados em tempo real com a localização do utilizador.
Além disso, esta tipologia permite a opção de acrescentar conteúdos digitais interactivos e úteis às geografias de interesse, o que é muito benéfico para os viajantes dentro de uma área específica, ajudando a compreender o ambiente através de objectos virtuais 3D ou vídeos.
Esta metodologia é utilizada para a entrega de dados digitais dentro de um contexto estacionário, ou seja, a AR baseada em projectos centra-se na renderização de objectos virtuais 3D dentro do espaço físico do utilizador.
Portanto, o AR permite ao utilizador mover-se livremente no ambiente de uma área específica, onde se coloca um projector fixo e uma câmara de localização. A principal utilização desta tecnologia é criar ilusões sobre a profundidade, posição e orientação de um objecto, projectando luz artificial sobre superfícies planas reais.
Por exemplo, a RA baseada em projecção é adequada para simplificar tarefas complexas nos negócios ou na indústria, eliminando computadores porque as instruções podem ser colocadas num determinado espaço. Além disso, esta tecnologia é capaz de fornecer feedback para optimizar os processos de identificação digital dos ciclos de fabrico.
- AR baseado na sobreposição
Tipicamente, esta RA é utilizada para substituir a visão original de um objecto por uma imagem virtual actualizada desse objecto para o olho humano. Overlay AR fornece múltiplas vistas de um objecto alvo com a opção de exibir informação adicional relevante sobre esse objecto.
Essencialmente, esta tecnologia, através da utilização de câmaras especiais, é utilizada para os olhos humanos delinearem objectos específicos com linhas para facilitar certas situações. Por exemplo, pode ser utilizado para sistemas de navegação automóvel para permitir uma condução segura em situações de baixa visibilidade.
Conclusões
Actualmente, o número de aplicações que aumentou a realidade é bastante elevado e continua a crescer, entre estas aplicações estão a cirurgia de retalho para cuidados de saúde, carros personalizados para promover a condução autónoma, pode ser visto nas escolas para ensino, podem ser feitas traduções imediatas, scanners faciais inteligentes, aplicações militares, e assim por diante.
No entanto, o mesmo tipo de realidade aumentada não pode ser aplicado para cada uma das aplicações mencionadas, uma vez que as necessidades são diferentes em cada sector. Principalmente, existe uma classificação em dois grupos principais: AR baseada em marcadores e AR sem marcadores, sendo o primeiro a versão mais primitiva desta tecnologia. Por sua vez, dentro do AR sem marcadores existem 4 tipos: AR baseada na localização, AR baseada na projecção, AR sobreposta e AR de contorno. Cada tipologia tem uma aplicação e baseia-se num princípio tecnológico diferente, como já vimos.
