Mühendisler için AR, VR ve MR ( Sanal Gerçeklik Kullanımı )

Mühendisler için AR, VR ve MR ( Sanal Gerçeklik Kullanımı ); Mühendislik, gerçeklikle en çok ilgilenen bilimsel disiplin olabilir. Örneğin matematik ve fizik teoriyle ilgilenirken, mühendislik sorunları çözmek ve içinde yaşadığımız gerçekliği değiştirmek için bilimi uygulamaya odaklanır. Peki ya diğer “gerçeklik” türleri?

Sanal gerçeklik (VR), kullanıcıların sanal bir dünyayla etkileşime girmesine olanak tanıyan sürükleyici bir eğlence cihazı olarak uzun zamandır bilimkurguda temel bir unsur olmuştur. Günümüzde dijital ekranlar, bilgisayar işleme ve optik ve sensör teknolojisi, uygun fiyatlı VR cihazlarının geliştirilmesini mümkün kılan bir noktaya ulaşmıştır ve bunlar yalnızca eğlence ve video oyunlarında değil, sanat, eğitim, tıp bilimi, mühendislik, üretim ve tasarım gibi alanlarda da uygulama bulmuştur. Birlikte, farklı sanal ve karma gerçeklik teknolojisi türleri genişletilmiş gerçeklik (XR) olarak adlandırılır.

Mühendisler için AR, VR ve MR ( Sanal Gerçeklik Kullanımı )

Mühendislerin kullanımına sunulan sanal ve genişletilmiş gerçeklik türlerine ve bunları çalıştıran cihazlara bir göz atalım.

Genişletilmiş Gerçeklik (XR) Türleri

Sanal gerçeklik (VR) nedir?

Sanal gerçeklik, kullanıcıyı bilgisayar tarafından oluşturulmuş 3B bir ortama sokar. Ekranlar ve hareket izleme sensörleriyle donatılmış bir başlık, kullanıcının görüş alanını görüntüyle doldurur ve görüntünün hareketini kullanıcının baş hareketiyle eşleştirir, böylece kullanıcının sanal ortamda etrafına bakmasına olanak tanır. Sanal ortamda hareket etmek için diğer çevresel giriş aygıtları da kullanılabilir.

Artırılmış Gerçeklik (AR) Nedir?

Bir savaş uçağındaki baş üstü ekrana benzer şekilde, artırılmış gerçeklik (AR) teknolojisi, bilgisayar tarafından oluşturulan görüntüleri kullanıcının görüş alanına yerleştirir. Bu cihazlar, dış dünyadan gelen ışığın kullanıcının görüş alanına girmesine izin vermek için şeffaf ekranlar kullanır. Hareket izleme sensörleri, dijital görüntüleri gerçek dünyaya göre kullanıcının görüşüyle ​​hizalamak için kullanılır. Örneğin, kullanıcıya sürüş talimatları vermek için bir AR cihazı kullanıldıysa, bir AR başlığı sensör verilerini kullanarak yolda doğru yerde ve doğru yönde bir “sola dön” oku görüntüleyebilir. AR, bir başlık cihazı olmadan da deneyimlenebilir. Örneğin, bazı akıllı telefon veya tablet cihazlar, yalnızca kameradan gelen görüntüyü değil, aynı zamanda gerçek alanı kaplıyormuş gibi görünen sanal bir nesneyi de görüntülemek için yerleşik kameraları ve ivmeölçerleri kullanabilir.

Karma Gerçeklik (MR) Nedir?

VR, fiziksel nesnelerle değil sanal nesnelerle etkileşime girmeyi içerir. AR, üst üste bindirilmiş sanal görüntülerle fiziksel nesnelerle etkileşime girmeyi içerir. Karma gerçeklik (MR), kullanıcının hem fiziksel hem de sanal nesnelerle birlikte etkileşime girdiği bir gerçeklikler arası deneyim yaratarak ikisini bir araya getirir. MR’de sanal nesneler fiziksel nesnelere eklenir.

Mühendisler VR, AR ve MR’ı Nasıl Kullanıyor?

Infisim’de pazarlama müdürü olan George Smith’e göre XR cihazları mühendislikte tasarımları ve sanal nesneleri uzaktan görüntüleme ve bunlarla etkileşim kurma açısından faydalıdır. Smith engineering.com’a verdiği demeçte, “Mühendisler 3B modelleri değiştirebilir, gerçek dünya ortamlarını simüle edebilir ve bu sürükleyici teknolojileri kullanarak uzaktan etkileşim kurabilir. AR, VR ve MR mühendislerin tasarım süreçlerini optimize etmelerine, zorlukları erken tespit edip düzeltmelerine, eğitim ve beceri gelişimini artırmalarına ve üretkenliği ve verimliliği yükseltmelerine yardımcı olur. Bu teknolojiler mühendislerin ürün kalitesini artırarak ve maliyetleri düşürerek üretim süreçlerinde yenilik yapmalarını ve optimize etmelerini sağlar” dedi.

Örneğin, üretimde sanal gerçeklik, bir türbin gibi bir ekipmanın dijital modelini keşfetmek ve onunla etkileşim kurmak için kullanılabilir. Son zamanlarda yapılan bir engineering.com anketi , mimari, mühendislik ve inşaatta (AEC) XR’nin en yaygın olarak veri görselleştirme, dahili tasarım incelemeleri ve paydaş sunumları için kullanıldığını buldu.

Mühendisler için AR, VR ve MR ( Sanal Gerçeklik Kullanımı )

AR’nin nasıl kullanılabileceğine dair bir örnek, bakım veya devreye alma için AR destekli çalışma talimatları oluşturmaktır. PTC Vuforia bunu sağlayan bir üründür. Vuforia ile kullanıcılar, fiziksel parçanın görünümünde çalışma talimatlarını gösteren sanal bir katman görürler. Bu uygulama bilgi transferini hızlandırır ve çalışanların talimatları doğru bir şekilde takip etmelerine yardımcı olur. Aşağıdaki görüntüden görebileceğiniz gibi, artırılmış gerçeklik, özel bir başlık cihazı gerektirmeyen nispeten temel bir deneyim olabilir.

Karma gerçeklik ikisini bir araya getirir. Karma gerçeklik deneyiminin bir örneği, bir MR başlığı takan bir kullanıcının ekipman üzerinde bakım yapması, referans için dijital bir modelle etkileşime girmesi ve aynı zamanda fiziksel parçalar üzerinde çalışması olabilir. Kullanıcı, tıpkı fiziksel nesnelerde olduğu gibi ellerini kullanarak dijital modelle etkileşime bile girebilir.

Üretimde, AR ve MR için önemli değer sağlayan bir uygulama uzaktan yardımdır. Bu, uzaktaki bir kullanıcının (bir uzman) sahadaki bir kullanıcının (daha az uzmanlığa sahip bir teknisyen) görüşüne girmesini ve görev boyunca koçluk yapmak için teknisyenin görüşüne sanal görüntüler eklerken sesli iletişimi kullanmasını sağlar. Bu, daha yüksek ücretli uzmanlar için seyahat süresinden tasarruf sağlar. Örneğin, bir açık deniz petrol platformu, uzmanı uzaktaki platforma uçurmaya kıyasla XR uzaktan yardımını kullanarak önemli maliyetlerden tasarruf sağlayabilir.

Avantajları ve Dezavantajlarıyla En Popüler VR Başlıkları

En yaygın VR donanım parçası, halk arasında VR gözlükleri veya VR başlıkları olarak bilinen HMD’dir (baş üstü ekran). Bu cihazlar ayrıca sanal ortamı manipüle etmek için kontrol cihazlarıyla birlikte gelebilir.

Mühendisler için VR Başlıkları

HTC Vive Pro

HTC Vive Pro

HTC Vive, zengin bir özellik setine sahip, dağıtımı kolay bir çözümdür. HTC Vive, VR’a yeni başlayan kullanıcılar için iyi bir tercih olabilir, çünkü kullanıcılara nesnelere çarpmamaları gerektiğini hatırlatmak için fiziksel ortamın (VR’ı kullandığınız oda) sanal bir taslağını oluşturur. Ancak, Vive Pro güçlü bir PC ve harici izleme kameraları gerektirir.

Meta Quest 2 ve 3

Meta Quest

Meta Quest 2, Qualcomm Snapdragon XR2 sistem çipi tarafından desteklenen bağımsız bir VR başlığıdır. Düşük bir fiyat noktasıyla (dahili belleğe bağlı olarak 300 ila 400 dolar), VR dünyasını keşfetmek için kolay bir seçenektir. Öncelikle oyun uygulamalarına yönelik olsa da, KeyVR gibi bazı profesyonel uygulamalar tarafından desteklenmektedir (aşağıda daha fazla bilgi bulabilirsiniz).

Meta, Haziran 2023’te Quest 2’nin halefi olan Meta Quest 3’ü duyurdu ve bu oyunun yıl sonuna doğru piyasaya sürülmesi bekleniyor.

Varjo Aero

Varjo Aero

Varjo, MR için Varjo XR-3 ve VR için Varjo Aero gibi XR cihazları üreten bir HMD üreticisidir.

Varjo’yu farklı kılan bir nokta, ürünlerinin ana hedef kitlesinin profesyonel mühendisler ve tasarımcılar olması, buna karşın bazı diğer HMD’lerin (bu makalede yer almayan ürünler de dahil) tüketici ve profesyonel pazarları dengelemesidir.

Varjo Aero bir VR başlığıdır. Aero’nun bir avantajı hafif olacak şekilde tasarlanmış olmasıdır, bu da yüzünüzde bir bilgisayar ekranı taktığınızda ciddi bir satış noktasıdır. XR-3 gibi Aero da yüksek çözünürlük ve yerleşik göz takibi özelliğine sahiptir.

Varjo cihazları şu anda güçlü minimum özelliklere sahip bir baz istasyonu PC’si gerektirir. Varjo cihazları ayrıca piyasadaki diğer HMD’lere kıyasla çok pahalıdır. Karşılaştırma için, HTC Vive Pro 2 yaklaşık 800 dolara mal olurken, Varjo’nun web sitesi şu anda Aero’yu 1990 dolara listeliyor.

Mühendisler için AR Kulaklıkları

Magic Leap, kurumsal kullanım için tasarlanmış özel bir AR başlığıdır. Bu nedenle, bazı tüketici cihazlarına kıyasla sağlam güvenlik ve işbirliği özelliklerine sahiptir. Magic Leap, sanal işbirliği için yazılım sunar.

AR için Android ve Apple Akıllı Telefonlar ve Tabletler

Mevcut nesil Apple ve Android akıllı cihazlar, ortamınızdaki 3B nesneleri görüntüleme veya PTC Vuforia gibi AR yazılımlarını kullanma gibi AR özelliklerini destekler. Ancak, bu tüketici cihazlarının çoğu fabrika ortamları için tasarlanmamıştır. Ayrıca, elde taşınabilir bir cihazda görüntüleme daha az sürükleyicidir ve bir kulaklığın eller serbest deneyimini sağlamaz.

Mühendisler için MR Kulaklıklar

Microsoft HoloLens 2

Microsoft HoloLens 2 karma gerçeklik akıllı gözlükler, kullanıcıların hareketler aracılığıyla sanal görüntülerle etkileşime girerken çevrelerini görmelerini sağlar. Hareket izleme ve hareket tanıma için kameralar ve sesli komutlar için mikrofonlar dahil olmak üzere tüm sensörler başlıktadır ve harici izleme cihazlarına olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Holografik ekranın bir dezavantajı, çevresel ışığın içeri girmesine izin verdiği için siyahın sanal görüntülerde şeffaf görünmesidir. Bu cihaz kendi kendine yeterlidir ve bir bilgisayara bağlanması gerekmez.

Varjo XR-3

Varjo XR-3 MR başlığı, HoloLens veya Magic Leap gibi şeffaf bir ekran yerine, kullanıcının fiziksel ortamını sunmak için video geçişi oluşturmak üzere HD video kameralar kullanır. Varjo, web sitesinde cihazlarının, kullanıcının gözünün pikselleri göremediği kadar yüksek çözünürlüklü fotogerçekçi ekranlara sahip olduğunu iddia ediyor; bu pikseller bazen daha düşük çözünürlüklü ekranlarda (akıllı telefon ekranlı başlıklar gibi) fark edilir. XR-3 ayrıca LiDAR derinlik sensörleri ve el ve göz takibi kullanır.

Windows Karma Gerçeklik Başlıkları ( Windows Mixed Reality Headsets )

Piyasada Windows Karma Gerçeklik, Windows işletim sistemine yerleşik MR işlevselliğiyle çalışan birkaç başka HMD daha var. Bunlar arasında HP Reverb G2, Lenovo Explorer serisi ve Samsung ve Acer gibi donanım OEM’lerinden gelen HMD’ler yer alıyor.

VR, AR ve MR için En Popüler Mühendislik Yazılımları ( APP )

PTC Vuforia

PTC Vuforia, endüstriyel işletmeler için bir AR içerik geliştirme platformudur. Çözüm, birden fazla uygulama içerir: Expert Capture, Studio, Engine ve Chalk.

Vuforia Expert Capture, ön saflardaki çalışanları uzman bilgisiyle desteklemek için AR adım adım talimatların ve yapay zeka destekli denetimlerin oluşturulmasını sağlar.

Vuforia Studio, kullanıcıların 3B model verilerini, IoT sensör verilerini ve daha fazlasını kullanarak AR deneyimleri oluşturmasına olanak tanıyor.

Vuforia Engine, artırılmış gerçeklik uygulamaları oluşturmak için kullanılan bir yazılım geliştirme kitidir (SDK).

Vuforia Chalk, canlı görsel açıklamalara olanak tanıyan bir uzaktan yardım aracıdır.

Prospect by IrisVR ( Mühendisler için AR, VR ve MR ( Sanal Gerçeklik Kullanımı )

Prospect IrisVR, VR’da 3B modelleri ve planları görüntüleme ve canlı sürükleyici iş birliği dahil olmak üzere mimari, mühendislik ve inşaatta VR için en yaygın uygulamaları etkinleştirmek üzere tasarlanmış bir VR aracıdır. IrisVR’nin bir avantajı, kulaklıktan bağımsız olması ve Revit, Rhino ve Navisworks gibi çeşitli popüler mühendislik yazılım araçlarıyla entegrasyonları desteklemesidir.

TeamViewer Remote Assist AR ( Mühendisler için AR, VR ve MR ( Sanal Gerçeklik Kullanımı )

Uzaktan ekran paylaşımına olanak tanıyan bir işbirliği aracı olan TeamViewer, yakın zamanda AR destekli uzaktan yardımı gerçekleştirmek için akıllı telefon veya tablet donanımını kullanan bir AR yardım aracını piyasaya sürdü.

KeyVR ( Mühendisler için AR, VR ve MR ( Sanal Gerçeklik Kullanımı )

KeyVR, kullanıcıların CAD’yi bir VR ortamına aktarmalarına olanak tanıyan yazılım satıcısı KeyShot’ın bir ürünüdür. Kullanıcılar, malzemeleri değiştirme ve aydınlatmayı seçme yeteneği de dahil olmak üzere modeli 360 derecelik sanal bir ortamda görüntüleyebilir. KeyShot, bu yeteneğin kullanıcıların tasarım kararlarını daha hızlı almasını sağlayacağını iddia ediyor. Yazılım ayrıca, birden fazla kullanıcının aynı sanal alanda etkileşime girmesine ve iş birliğini teşvik etmesine olanak tanıyan bir “bağlantı” özelliğine sahiptir.

Siemens NX ( Mühendisler için AR, VR ve MR ( Sanal Gerçeklik Kullanımı )

Siemens NX, tasarımları insan ölçeğinde incelemenin bir yolu olarak VR’ı destekler ve size tam boyutlu modellerle yakından ve kişisel olarak ilgilenme olanağı sunar. Şirkete göre, NX Sanal Gerçeklik masaüstü uygulamasına entegre edilmiştir ve tek tıklamayla erişilebilir, böylece tanıdık etkileşimler gerçekten sürükleyici bir 3B ortama genişletilir. Ayrıca, NX’in VR desteği, iş birliğini kolaylaştırmak için çok kullanıcılı oturumları içerir.

VR Başlıkları Ergonomik Midir?

Hem profesyoneller hem de VR oyuncuları için önemli bir konu da HMD’yi sekiz saat boyunca takmanın gözlerde, yüzde ve boyunda nasıl bir his yaratacağıdır.

Savunma Araştırma ve Geliştirme Kanada tarafından 2021 yılında yapılan bir çalışma olan Artırılmış Gerçeklik Baş Üstü Ekranları Kullanılırken İnsan Faktörleri ve Ergonomi Hususları—Literatür Analiz Raporu’nda , “kanıtlar, AR HMD’lerin kullanımının konfor ve fiziksel güvenlikle ilişkili zararlı etkilere yol açma olasılığının düşük olduğunu göstermektedir.” ifadesi yer almaktadır. Literatür tarama çalışması, etkileri dört kategoride incelemiştir: Genel güvenlik endişeleri, siber rahatsızlık, kas-iskelet sistemi etkileri ve görsel etkiler.

Ancak, 2020 yılında Journal of Medical Engineering dergisinde yayınlanan, Sanal ve Karma Gerçekliğe Dayalı Ameliyathanede Kullanılan Deneysel Kurulum: Açık Karın Cerrahisinde Artı ve Eksilerin Analizi adlı çalışmada , “Microsoft HoloLens cihazının ağırlığından dolayı fiziksel streste artış ve konforda azalma, ayrıca pil özerkliğinden kaynaklanan dezavantajlar” bildirildi. Mühendisler ve tasarımcılar HoloLens’i açık karın ameliyatı kadar zorlu bir görev için kullanmıyor olabilirler, ancak yine de ilginç bir değerlendirmedir.

Bu alandaki araştırmalar devam ediyor ve uzmanlar, tüm dijital cihazlarda olduğu gibi XR cihazlarını kullanırken de zorlanmayı ve yaralanma riskini azaltmak için mola vermeyi ve kasları esnetmeyi öneriyor.