Современные информационные технологи /

3. Программное обеспечение

Б.С. Жуков, О.О. Супруненко

Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького, Україна

ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОГРАМНОГО ЗАСОБУ

ФУНКЦІОНУВАННЯ ДОПОВНЕНОЇ РЕАЛЬНОСТІ

При реалізації функцій доповненої реальності постає питання, за яких умов можливе їх надійне спрацьовування, тобто які обмеження мають містити правила роботи з мобільними пристроями для безперебійної роботи даних функцій. Для відповіді на це питання треба проаналізувати ряд факторів [1], серед яких вид маячка, який ідентифікує об‘єкт доповненої реальності; часова затримка для надійного фіксування маячка, кути нахилу відеокамери мобільного пристрою, що дозволяють не тільки відтворити, а й забезпечити надійне безперервне функціонування об’єкту доповненої реальності.

Для експериментального дослідження розроблений мобільний додаток, структура якого представлена на рис. 1.

Рис. 1. Структурна схема програмного додатку для дослідження параметрів об’єктів доповненої реальності.

Для дослідження зазначених параметрів доповненої реальності були передбачені функції відтворення і контролю процесів передачі первинного зображення у вигляді 2D-зображення, QR-кода та тексту; процесів розпізнавання зображення-маячка, процесів відтворення та функціонування тривимірного об‘єкту доповненої реальності. У програмному додатку також передбачений модуль обробки експериментальних результатів, який дозволяє обробляти первинну інформацію та представляти результати проведених експериментів у зручній для аналізу формі.

Було проведене експериментальне дослідження, яке спрямоване на оцінку надійності маячків різної форми і фактури, а також на умови, в яких обрані форми маячків будуть надійно спрацьовувати. Експеримент проводився з об‘єктами, які мають значну різницю, та з дуже схожими об‘єктами. Початковими умовами експерименту була освітленість, що відповідає режиму денного світла, кути нахилу камери від перпендикуляру, проведеного до центру маячка, у межах (), яскравість зображень маячків у межах (50-100%). Таке планування дослідів дозволило зосередити увагу на ймовірності спрацьовування маячків за сприятливих умов видимості досліджуваного елементу. Іншим важливим фактором досліджень був час розпізнавання маячків, та час обробки об’єктів доповненої реальності до їх відтворення.

Перша серія дослідів проводилася з маячками, які значно відрізняються один від одного. Найвищі результати з ймовірності розпізнавання маячків за стандартних умов освітленості, яскравості та робочих кутів зчитування показали QR-код у версії 1 (21´21) [2] та двовимірні зображення з крупними виступаючими за центральний обрис-контур елементами. Експериментальні показники ймовірності розпізнавання маячків були у межах 89 ¸ 94%. За часом обробки переважали маячки з QR-кодів, оскільки процес формалізації при обробці таких зображень проходить швидше.

При зміненні робочих кутів зчитування до більш несприятливих () спостерігалися кращі результати з ймовірності розпізнавання маячків у двовимірні зображення з крупними виступаючими за центральний обрис-контур елементами. Маячки з QR-кодів за несприятливих геометричних умов зчитувалися з гіршими показниками. Експериментальні показники ймовірності розпізнавання маячків були гірші за попередні, 47 ¸ 85%.

При проведенні другої серії дослідів зі схожими маячками, ймовірність правильного розпізнавання об’єктів доповненої реальності дещо знизилася. Найбільше зниження зазнали показники двовимірних зображень та тексту. Так, експериментальні показники вірної ймовірності розпізнавання маячків виявилися 13 ¸ 69%. Час обробки схожих маячків збільшився незначно (3-12%), але ймовірність їх розпізнавання зазнала значного зниження.

Частина експериментів проводилася з розпізнавання різних версій QR-кодів. У експериментах використовувались версії 1, 2 (25´25) та 4 (33´33). Порівняння версій 1 та 4 проводилось в межах першої серії експериментів і показало переваги у розпізнаванні 1-ї версії, хоча 4 версія може вміщувати більше інформації про об‘єкт ніж перша. У межах другої серії експериментів порівнювалися 1 та 2 версії, про порівнянні ймовірності розпізнавання лідером теж виявилася 1 версія, оскільки величина інформативних елементів у неї більша. Але у цих експериментах ймовірність правильного розпізнавання схожих маячків знизилася більше ніж на крупному тексті (16-20 кег.) та зображеннях з крупними виступаючими елементами.

Таким чином, було виявлено, що використання в якості маячків QR-кодів (1 версія) та плоских зображень з крупними контрастними елементами є більш надійним для несхожих маячків. При розпізнаванні схожих об‘єктів найкращі порівняльні характеристики виявилися у маячків з тескту (16-20 кег.). Результати експериментів можуть бути використані при підвищенні надійності роботи мобільних додатків доповненої реальності.

ЛІТЕРАТУРА

1. Future of augmented reality. Available at: http://www.vrs.org.uk/augmented-reality/future.html. (accessed 29.11.2016).

2. Технические характеристики QR-кодов. [Електронний документ]. Режим доступу: http://creambee.ru/blog/post/qr-specification/. Перевірено: 17.12.16.