Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin hiện nay, công nghệ Augmented Reality không còn là “giấc mơ” xa vời mà đang từng bước được hiện thực hóa. Augmented Reality được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, nổi bật là các lĩnh vực dò đường, trò chơi, quảng cáo, bảo trì - sửa chữa sản phẩm, y học,….. Bài viết này giới thiệu một số thông tin cơ bản, và những lợi ích mà công nghệ độc đáo này đem lại.

1. Augmented Reality là gì?

Trước khi trình bày về Augmented Reality, chúng ta cần hiểu về khái niệm Virtual Reality. Virtual Reality là thuật ngữ dùng để miêu tả một môi trường mô phỏng bằng máy tính. Đa phần các môi trường tạo ra bởi Virtual Reality chủ yếu là hình ảnh hiển thị trên màn hình máy tính hay thông qua kính nhìn ba chiều.

Được phát triển từ Virtual Reality, Augmented Reality được hiểu là công nghệ cho phép con người quan sát những vật trong thế giới thật thông qua một thiết bị điện tử nào đó. Công nghệ Augmented Reality giúp làm hiểu thêm những đồ vật 2D hay 3D trong trí tưởng tượng bằng các dữ liệu đã được mã hóa thông qua các lớp thông tin hỗ trợ và được hiển thị trên các thiết bị điện tử như smartphone, tablet... Augmented Reality sẽ tạo ra một thế giới giữa thực và ảo thông qua các hình ảnh ảo, từ đó có thể nhìn thấy những thông tin vốn không thể nhìn thấy được bằng mắt thường. Nghĩa là, ngoài những gì mắt thường ta nhìn thấy, thiết bị điện tử còn cho ta biết những thông tin khác liên quan đến vật đang được quan sát.

Augmented Reality liên quan đến 3 điều: where, what và how. Where có thể liên quan đến các lĩnh vực như kết hợp và theo dõi hình ảnh 2D, kết hợp và theo dõi đối tượng 3D, phát hiện và theo dõi khuôn mặt, theo dõi SLAM, và theo dõi vị trí (sử dụng GPS, gia tốc, la bàn, con quay hồi chuyển). Đôi khi where không có gì khác hơn so với một số địa điểm được xác định trước, thường được gọi là địa điểm yêu thích (POI - Points of Interest). Mặt khác, what và how có thể tận dụng render của mô hình 3D, phát hiện cử chỉ và hình ảnh động. Nói chung, what có thể là bất kỳ thông tin kỹ thuật số (ví dụ như văn bản, hình ảnh, video) mà người sử dụng có thể có khả năng tương tác được với chúng (ví dụ như xoay hoặc di chuyển nó).

2. Kiến trúc hệ thống của Augmented Reality

Một hệ thống Augmented Reality có 3 đặc trưng sau: Kết hợp hiện thực - ảo, tạo ra tương tác theo thời gian, thể hiện trong không gian ba chiều. Khác với Virtual Reality, các thông tin tăng cường trong hệ thống Augmented Reality liên hệ chặt chẽ với môi trường thực, sự xuất hiện của các thông tin thay đổi theo cách người dùng di chuyển cũng như xem xét các thành phần trong môi trường thực.

Kiến trúc của một hệ thống Augmented Reality gồm có 3 phần: Thế giới thực, các thiết bị phần cứng nhận diện các thành phần của môi trường và phần mềm hỗ trợ.

Thiết bị phần cứng cho Augmented Reality gồm có: bộ vi xử lý, màn hình, cảm biến, các thiết bị đầu vào. Các thiết bị điện toán di động như smartphone, tablet có chứa camera, cảm biến gia tốc, GPS, la bàn…

Chìa khóa của các phần mềm Augmented Reality đó là làm cách nào để tích hợp được các thông tin tăng cường vào thế giới thực. Mỗi phần mềm Augmented Reality phải lấy được tọa độ thế giới thực từ các hình ảnh camera, tọa độ này không phụ thuộc vào các camera. Quá trình này gọi là đăng kí hình ảnh, sử dụng các phương pháp khác nhau về thị giác máy tính. Quá trình này có thể chia làm 2 bước:

• Bước 1: Phát hiện các điểm cần quan tâm, hoặc các đánh dấu chuẩn, các dòng quang học trong các hình ảnh thu được từ camera.
• Bước 2: Xây dựng lại thế giới thực dựa trên các thông tin thu thập từ bước 1, có thể tính toán trước 1 số cấu trúc 3D trong trường hợp dựng cảnh quá phức tạp. Sau đó bổ sung thêm các thông tin cần tăng cường.

Các phần mềm này có quá trình xây dựng khá phức tạp, do đó để phát triển nhanh các ứng dụng Augmented Reality một số hãng phần mềm đã cho ra đời các bộ SDK, tiêu biểu như: Metaio, Vuforia, Mobinet AR, Wikitude, Blippar và Layar.

3. Các lĩnh vực ứng dụng

Lĩnh vực trò chơi. Cùng với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của smartphone và tablets, thị trường game cho nền tảng di động càng ngày sôi động. Bên cạnh các game truyền thống, thể loại game Augmented Reality đã mang đến cho người chơi nhiều trải nghiệm mới mẻ.

Lĩnh vực quảng cáo. Các dịch vụ quảng cáo phát triển trên nền tảng AR đã chứng tỏ được tiềm năng của mình trong những năm gần đây. Bên cạnh những ứng dụng nhận diện sản phẩm, các ứng dụng Augmented Reality hỗ trợ bán hàng qua mạng của các nhà sản xuất lớn cũng có một tầm ảnh hưởng nhất định.

Lĩnh vực bảo trì - sửa chữa sản phẩm. Là tiền đề cho sự ra đời của Augmented Reality, các ứng dụng bảo trì - sửa chữa sản phẩm ngày càng được phát triển chi tiêt hóa các thành phần của sản phẩm.

Lĩnh vực y học. Trong các công bố khoa học gần đây, các nhà khoa học máy tính đã kết hợp hỗ trợ các bệnh viện tại Mỹ trong việc ứng dụng Augmented Reality trong các phẫu thuật ít xâm lấn, nhận diện hình ảnh, bổ sung thông tin liên tục cho các bác sĩ trong quá trình phẫu thuật. Các kết quả thực nghiệm đã chứng minh được tính hiệu quả của các phương pháp này.

Với những bước tiến trong thế giới công nghệ gần đây, có thể nhận định, Augmented Reality không còn là giấc mơ xa vời mà đang từng bước được hiện thực hóa. Bất chấp những giới hạn về phần cứng hay những rủi ro về an ninh mạng có thể phát sinh, Augmented Reality vẫn cho thấy tiềm năng phát triển to lớn của mình.