AI and You 7 Ch. 6 study material

 Chapter: 6 "Augmented Reality & Virtual Reality"

Introduction to Augmented Reality:

Till a few years back, it was difficult to imagine that users could see a product in 3D in a real-life environment and in real-time through tablets or smartphones. Augmented reality allows consumers to experience the product sitting at home. In brief, augmented reality is an enhanced and interactive version of real-world environment through computer generated output. Augmented reality changes one’s perception of the real world as it gets seamlessly interwoven with the physical world. If you use an AR app in your mobile, you can see your favorite video game characters becoming a part of your surroundings. You can also play the game in real-world surroundings, along with the characters in the game, such as Pokemon Go, which is a mobile game. There are many examples of AR technology in your surroundings, such as Snapchat Lenses.

 कुछ साल पहले तक, यह कल्पना करना मुश्किल था कि उपयोगकर्ता वास्तविक जीवन के वातावरण में और टैबलेट या स्मार्टफोन के माध्यम से वास्तविक समय में 3D में एक उत्पाद देख सकते हैं। ऑगमेंटेड रियलिटी उपभोक्ताओं को घर बैठे उत्पाद का अनुभव करने की अनुमति देती है। संक्षेप में, संवर्धित वास्तविकता कंप्यूटर जनित आउटपुट के माध्यम से वास्तविक दुनिया के वातावरण का एक उन्नत और इंटरैक्टिव संस्करण है। संवर्धित वास्तविकता वास्तविक दुनिया के बारे में किसी की धारणा को बदल देती है क्योंकि यह भौतिक दुनिया के साथ सहज रूप से जुड़ जाती है। यदि आप अपने मोबाइल में एआर ऐप का उपयोग करते हैं, तो आप अपने पसंदीदा वीडियो गेम पात्रों को अपने परिवेश का हिस्सा बनते देख सकते हैं। आप गेम के पात्रों के साथ-साथ वास्तविक दुनिया के परिवेश में भी गेम खेल सकते हैं, जैसे कि पोकेमॉन गो, जो एक मोबाइल गेम है। आपके आस-पास एआर तकनीक के कई उदाहरण हैं, जैसे स्नैपचैट लेंस

INTRODUCTION TO VIRTUAL REALITY:

Instead of bringing the video game characters into your world, you like to be a part of their world? This too is possible, with the help of a technology called Virtual Reality (VR).

For playing some of the latest video games, you may have used a headset, comprising something that looks like a pair of glasses, and covers the eyes, and has settings for sound too. When you wear these glasses, the fictional world with various characters from the game come alive. When you play the game, you feel as if you are a part of that world! This is nothing but an example of Virtual Reality, where you are immersed in a ‘Virtual’ world, created by simulation.

History and Development of VR.

Let us see the landmarks in the development of Virtual Reality technology with AR technology.

1838: Sir Charles Wheatstone created a stereoscope that used a pair of mirrors at 45 degrees angle to the user’s eyes. Each reflecting a picture located off to the side.

1935 : American science fiction writer, Stanley Weinbaum predicated the advent of VR in 1930, in his short story Pygmalion’s Spectacles.

1956: Morton Heilig created Sensorama, the first VR machine (patented in 1962). It combined multiple technologies to stimulate all the senses.

1965- 1968: Ivan Sutherland, a computer scientist presented his vision of the Ultimate Display. In 1968, he created the first virtual reality HMD, named the ‘Sword of Damocles’.

1972: General Electric Corporation integrated VR into its HMD, the VITAL helmet for military use.

1985: VPL Research Inc. become the first company to sell VR goggles and gloves.

1991: Antonio Medina, a NASA scientist designed a VR system to drive the Mars robot rovers from Earth. This system is called Computer Simulated Teleoperator.

2007: Google introduced Street View.

Hindi Meaning of virtual reality

आभासी वास्तविकता का परिचय:

वीडियो गेम के पात्रों को अपनी दुनिया में लाने के बजाय, आप उनकी दुनिया का हिस्सा बनना पसंद करते हैं? यह भी संभव है, वर्चुअल रियलिटी (VR) नामक तकनीक की मदद से।

कुछ नवीनतम वीडियो गेम खेलने के लिए, आपने हेडसेट का उपयोग किया हो सकता है, जिसमें कुछ ऐसा होता है जो चश्मे की एक जोड़ी की तरह दिखता है, और आंखों को ढकता है, और इसमें ध्वनि के लिए सेटिंग्स भी होती हैं। जब आप ये चश्मा पहनते हैं, तो खेल के विभिन्न पात्रों वाली काल्पनिक दुनिया जीवंत हो उठती है। जब आप खेल खेलते हैं, तो आपको ऐसा लगता है जैसे आप उस दुनिया का हिस्सा हैं! यह वर्चुअल रियलिटी का एक उदाहरण के अलावा और कुछ नहीं है, जहां आप सिमुलेशन द्वारा बनाई गई 'वर्चुअल' दुनिया में डूबे हुए हैं।

वीआर का इतिहास और विकास।

आइए एआर तकनीक के साथ आभासी वास्तविकता प्रौद्योगिकी के विकास में मील का पत्थर देखें।

1838: सर चार्ल्स व्हीटस्टोन ने एक स्टीरियोस्कोप बनाया जो उपयोगकर्ता की आंखों के लिए 45 डिग्री के कोण पर दर्पणों की एक जोड़ी का उपयोग करता था। प्रत्येक किनारे पर स्थित एक चित्र को दर्शाता है।

1935: अमेरिकी विज्ञान कथा लेखक, स्टेनली वेनबाम ने 1930 में अपनी लघु कहानी पाइग्मेलियन के स्पेक्ट्रम में वीआर के आगमन की भविष्यवाणी की।

1956: मॉर्टन हेइलिग ने सेंसरामा बनाया, पहली वीआर मशीन (1962 में पेटेंट कराई गई)। इसने सभी इंद्रियों को उत्तेजित करने के लिए कई तकनीकों को जोड़ा।

1965- 1968: कंप्यूटर वैज्ञानिक इवान सदरलैंड ने अल्टीमेट डिस्प्ले के बारे में अपना दृष्टिकोण प्रस्तुत किया। 1968 में, उन्होंने पहला वर्चुअल रियलिटी HMD बनाया, जिसका नाम 'स्वॉर्ड ऑफ़ डैमोकल्स' था।

1972: जनरल इलेक्ट्रिक कॉरपोरेशन ने VR को अपने HMD, सैन्य उपयोग के लिए महत्वपूर्ण हेलमेट में एकीकृत किया।

1985: वीपीएल रिसर्च इंक. वीआर गॉगल्स और ग्लव्स बेचने वाली पहली कंपनी बनी।

1991: नासा के वैज्ञानिक एंटोनियो मदीना ने पृथ्वी से मार्स रोबोट रोवर्स को चलाने के लिए एक वीआर सिस्टम तैयार किया। इस प्रणाली को कंप्यूटर सिम्युलेटेड टेलीऑपरेटर कहा जाता है।

2007: गूगल ने स्ट्रीट व्यू पेश किया।

वर्चुअल रियालिटी क्या हैं? (What is Virtual reality)

वर्चुअल रियालिटी एक कम्प्यूटर सिस्टम हैं जिसका प्रयोग एक काल्पनिक दुनिया को क्रिएट करने के लिये किया जाता है। जिसमे यूजर यह होने का प्रभाव रखता है। कि वह उस दुनिया मे है तथा उस दुनिया मे objects को मैनीपूलेट करने और इसके माध्यम से उसे नेवीगेट करने की योग्यता का एहसास करता है।

 

Virtual reality का प्रयोग अक्सर 3D वातावरण उच्च विजुअल मल्टीमीडिया इत्यादि से संबंधित एप्लीकेशन्स के लिये किया जाता है। वर्चुअल रियालिटी आपको कम्प्यूटर के द्वारा जनरेट की गयी दुनिया मे होने का यह एहसास कराती है। जैसे-हम कम्प्यूटर पर कार रेस गेम खेलते है। तो हम उस खेल मे इस तरह समाहित हो जाते है, कि हमे ऐसा लगता है कि हम वास्तविक रूप से ही कार को ड्राइव कर रहे है। लेकिन actually मे ऐसा नही होता है।

 

virtual reality को स्पष्ट रूप से समझने के लिये हम मूवी का उदाहरण लेते है। जब हम मूवी थियेटर मे मूवी देख रहे होते है। तो हमारे सामने जेा घटना घट रही होती है। उसे देखकर हमे लगता है, कि जो कुछ भी सामने हो रहा है, वह actually मे हो रहा है, जबकि वह घटना काल्पनिक है। इस तरह हम virtual reality को संक्षिप्त रूप से इस तरह परिभाषित कर सकते है। कि virtual reality एक ऐसा concept है जो हमे किसी घटना के actually मे होना या आभास कराता है, लेकिन वास्तव मे ऐसा नही होता है। कि ये जो कुछ भी घट रहा है। वह Actually मे क्रियान्वित हो रहा है।

 

वर्चुअल रियालिटी का इतिहास :-

वर्चुअल रियालिटी शब्द वर्ष 1987 मे जेरान लेलियर ने बनाया था जिसकी अनुसंधान और इंजीनियरिंग ने नये विकास उद्योग मे अनेक उत्पादो को योगदान दिया है। अमेरिकी सरकार और विशेेषकर उसका रक्षा विभाग नेशनल साइन्स फाउन्डेशन तथा नेशानल एरोनटिक्स एण्ड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन (NASA) द्वारा विश्वविद्यालय में स्थित प्रयोगशालाओं को अनुसंधान हेतु वित्तीय अनुदान मिला और इसके परिणमस्वरूप इस क्षेत्र में निपुण व्यक्तियों को विशिष्ट क्षेत्रों में विशेषज्ञ बना कर तैयार किया ये क्षेत्र कम्प्यूटर ग्राफिक्स सिमुलेंशन तथा नेटवर्क से बने वातावरण तथा शैक्षिक, सेना तथा काॅमर्शियल काम के बीच सम्पर्क इत्यादि है। वर्चुअल रियालिटी के बारे में सन् 1965 के आसपास विचार किया गया था जब Ivan Sutherland ने वर्चुअल अथवा इमेजनरी संसार के निर्माण के लिये अपने सुझाव प्रस्तुत किए थे। 1969 ये उसने पहले ऐसे सिस्टम का निर्माण किया जो लोगों को सूचना के थ्री-डामेन्शनल डिस्प्ले में बाॅधता था 1970 तथा 1980 के मध्य में वर्चुअल रियलिटी की अवधारणा का मुख्य उपयोग United States ने किया था ।

 

सन् 1962 में Ivan Sutherland ने एक light pen का विकास किया जिसके द्वारा कम्प्यूटर पर तस्वीरें स्केच की जा सकती थी। 1970 तक Sutherland ने कम्प्यूटर ग्राफिक्स में Scientific Visualization का उपयोग डाटा के Columns को तस्वीरों में परिवर्तित करने के लिए भी किया गया था। Scientific Visualization के उद्देश्य अपनी तस्वीरों में सिस्टम्स अथवा प्रोसेस की डाइनेमिक विशेेषताओं को कैप्चर करना था। 1980 में Scientific Visualization, Hollywood की कई स्पेशल इफैक्ट वाली विधियों को निर्माण तथा Borrowing एनीमेशन की तरह चला गया 1990 में NCSA अवार्ड विनिंग Smog एनीमेशन जो Los Angeles पर Descend कर रही थी ने State में Antipollution Legislature को प्रभावित किया वैज्ञानिकों को इन्ट्र्क्टिविटी चाहिए थी तथा मिलेटरी इंडस्ट्री, बिजनैस तथा मनोरंजन की परस्पर सबन्धों की आवश्यकता थी । इन्र्ट्ेक्टिविटी की माॅग ने कम्प्यूटर विजुलाइजेशन को वर्चुअल रियालिटी की तरफ मोड़ दिया।

DIFFERENCE BETWEEN AUGMENTED REALITY AND VIRTUAL REALITY :

Let us understand the difference between Augmented and Virtual Reality with an example.

Example: In architecture, AR can be used to show the structure and virtual reality elements of a new building superimposed on a real-life view (Fig. 6.4a), while VR can be used to create a digital simulation of the inside of that building (Fig. 6.4b).

                    Fig. 6.4 Augmented Reality vs Virtual Reality

 

Table 6.1 shows the difference between AR and VR.

                              Table 6.1 Difference between AR and VR

Augmented Reality	Virtual Reality
It makes changes in real-world.	It replaces the real-world.
The user can see and feel the real-world with virtual elements.	The user is out of the real-world and focuses only on the virtual world.
Virtual elements are superimposed on real-world.	The user is transferred to a virtual environment.
It is generally used with help of mobile phone screen.	It is generally used with help of a head-mounted display.
The vision is limited to the screen of the device.	The vision is completely off the real-world.

Hindi Meaning of Difference between AR and VR

संवर्धित वास्तविकता और आभासी वास्तविकता के बीच अंतर:

आइए एक उदाहरण के साथ ऑगमेंटेड और वर्चुअल रियलिटी के बीच के अंतर को समझते हैं।

उदाहरण: वास्तुकला में, एआर का उपयोग वास्तविक जीवन के दृश्य (चित्र 6.4 ए) पर आरोपित एक नई इमारत की संरचना और आभासी वास्तविकता तत्वों को दिखाने के लिए किया जा सकता है, जबकि वीआर का उपयोग उसके अंदर का डिजिटल सिमुलेशन बनाने के लिए किया जा सकता है। भवन (चित्र। 6.4b)।

                            चित्र 6.4 संवर्धित वास्तविकता बनाम आभासी वास्तविकता

तालिका 6.1 एआर और वीआर के बीच के अंतर को दर्शाती है।

                      तालिका 6.1 एआर और वीआर के बीच अंतर

संवर्धित वास्तविकता	आभासी वास्तविकता
यह वास्तविक दुनिया में परिवर्तन करता है।	यह वास्तविक दुनिया की जगह लेता है।
उपयोगकर्ता आभासी तत्वों के साथ वास्तविक दुनिया को देख और महसूस कर सकता है।	उपयोगकर्ता वास्तविक दुनिया से बाहर है और केवल आभासी दुनिया पर ध्यान केंद्रित करता है।
आभासी तत्वों को वास्तविक दुनिया पर आरोपित किया जाता है।	उपयोगकर्ता को वर्चुअल वातावरण में स्थानांतरित किया जाता है।
यह आमतौर पर मोबाइल फोन स्क्रीन की मदद से प्रयोग किया जाता है।	यह आमतौर पर हेड-माउंटेड डिस्प्ले की मदद से उपयोग किया जाता है।
दृष्टि डिवाइस की स्क्रीन तक ही सीमित है।	दृष्टि पूरी तरह से वास्तविक दुनिया से दूर है।

ADVANTAGES AND DISADVANTAGES OF AR AND VR:

Some of the advantages and disadvantages of AR and VR are listed in table 6.2.

Table 6.2 Advantages and disadvantages of AR and VR

	Advantages	Disadvantages
AV	v Interesting way of providing information and knowledge by blending it with a real-world environment v Mobile apps required for AR are well established. v Can be used to demonstrate the relevance of a product, for example, how a piece of furniture looks in the home of a customer.	v Quite expensive. v Limited field of vision. v Difficult to control actions in some situations. v Less accessible for small business houses.
VR	v Very engaging for the senses. v Great way to demonstrate new complex products. v Latest technology for creating new vivid environments.	v Quite expensive v Requires unlimited imagination to create VR experiences. v Content is specific for the platform for which it is to be created. v Can isolate the user from the outside world, or even from the society. v Slow and time-consuming method for demonstration.

Hindi Meaning of advantages and disadvantages of AR and VR:

एआर और वीआर के फायदे और नुकसान:

एआर और वीआर के कुछ फायदे और नुकसान तालिका 6.2 में सूचीबद्ध हैं।

                      तालिका 6.2 एआर और वीआर के फायदे और नुकसान

	लाभ	नुकसान
एआर	v जानकारी और ज्ञान को वास्तविक दुनिया के वातावरण के साथ मिश्रित करके प्रदान करने का दिलचस्प तरीका v एआर के लिए आवश्यक मोबाइल ऐप अच्छी तरह से स्थापित हैं। v किसी उत्पाद की प्रासंगिकता को प्रदर्शित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, ग्राहक के घर में फर्नीचर का एक टुकड़ा कैसा दिखता है।	v काफी महंगा। v दृष्टि का सीमित क्षेत्र। v कुछ स्थितियों में कार्यों को नियंत्रित करने में कठिनाई। v छोटे व्यवसाय घरानों के लिए कम सुलभ।
वीआर	v इंद्रियों के लिए बहुत आकर्षक। v नए जटिल उत्पादों को प्रदर्शित करने का शानदार तरीका। v नए विशद वातावरण बनाने के लिए नवीनतम तकनीक।	v काफी महंगा v VR अनुभव बनाने के लिए असीमित कल्पना की आवश्यकता होती है। v सामग्री उस प्लेटफ़ॉर्म के लिए विशिष्ट है जिसके लिए इसे बनाया जाना है। v उपयोगकर्ता को बाहरी दुनिया से, या यहाँ तक कि समाज से भी अलग कर सकता है। v प्रदर्शन के लिए धीमी और समय लेने वाली विधि।

HOW AR AND VR TECHNOLOGIES WORKS ?

Let us understand how these technologies work.

How AR works ?

Augmented Reality superimposes pictures, GIFs, text, or even 3D images on the real-world background. For doing this, it captures the surrounding of the user using a smartphone camera, on the screen of the phone.

Phones which are compatible for AR often have sensors to sense solid objects in their surroundings and generate images. The AR enabled phones have a CPU (Central Processing Unit) and GPU (Graphics Processing Unit) for processing this information. They also have a GPS (Global Positioning System) to find the relative location and position of the user and the elements on the screen. The user can move these images on the real scene captured on the screen, using controls on the phone

 

INFO BOX

A GPS is a specialised electronic circuit for rendering all images on the computer screen. These are used for manipulating computer graphics and processing images in mobile phones, personal computers, and game consoles.

In case of AR headsets, a projector is also required. The data from the sensors, which is processed, is projected on the background view. The headset may contain curved mirrors, to enable the user to see the 3D images. The main function of these mirrors is to align the superimposed objects with the view of the surroundings.

 

How VR Works?

When you wear a VR headset, you can actually feel as if you are in another world, since the virtual scene seems to surround you on all sides!

The VR headset is connected to a computer by a High-Definition Multimedia Interface(HDMI) cable making it the source of the view in front of your eyes. In some cases, the software for generating the view is apart of the headset. The visuals on the screen are rendered either by using a mobile phone or HDMI cable connected to a computer.

Though you see a continuous images surrounding you, it is actually two different images for two different eyepieces of the headset. Lenses are also a part of the headset. They are placed between your eyes and the screen. These lenses help to create a stereoscopic vision. A VR headset often offers a 110 degrees field of vision. This is enough for user to feel surrounded on all sides by the scene. For tricking the user to believe that the scene is real, the view generally changes 60 to 90 frames per second.

Apart from the image, there are certain other elements, such as audio, that go into creating an immersive VR experience, making users completely engrossed in the virtual environment. Sound effects, when synced with the visuals, can create very engaging effects.

Hindi Meanings of above sentences.

एआर और वीआर तकनीक कैसे काम करती है?

आइए समझते हैं कि ये प्रौद्योगिकियां कैसे काम करती हैं।

 

एआर कैसे काम करता है?

ऑगमेंटेड रियलिटी वास्तविक दुनिया की पृष्ठभूमि पर चित्रों, जीआईएफ, टेक्स्ट या यहां तक ​​​​कि 3 डी छवियों को सुपरइम्पोज़ करती है। ऐसा करने के लिए, यह स्मार्टफोन के कैमरे का उपयोग करके, फोन की स्क्रीन पर उपयोगकर्ता के आस-पास के वातावरण को कैप्चर करता है।

जो फ़ोन AR के अनुकूल होते हैं उनमें अक्सर अपने परिवेश में ठोस वस्तुओं को महसूस करने और चित्र बनाने के लिए सेंसर होते हैं। इस जानकारी को संसाधित करने के लिए एआर सक्षम फोन में एक सीपीयू (सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट) और जीपीयू (ग्राफिक्स प्रोसेसिंग यूनिट) होता है। उपयोगकर्ता के सापेक्ष स्थान और स्थिति और स्क्रीन पर तत्वों को खोजने के लिए उनके पास एक जीपीएस (ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम) भी है। उपयोगकर्ता इन छवियों को फोन पर नियंत्रणों का उपयोग करके स्क्रीन पर कैप्चर किए गए वास्तविक दृश्य पर ले जा सकता है

 

जानकारी बॉक्स

जीपीएस कंप्यूटर स्क्रीन पर सभी छवियों को प्रस्तुत करने के लिए एक विशेष इलेक्ट्रॉनिक सर्किट है। इनका उपयोग कंप्यूटर ग्राफिक्स में हेरफेर करने और मोबाइल फोन, पर्सनल कंप्यूटर और गेम कंसोल में छवियों को संसाधित करने के लिए किया जाता है।

एआर हेडसेट के मामले में प्रोजेक्टर की भी आवश्यकता होती है। सेंसर से डेटा, जिसे संसाधित किया जाता है, पृष्ठभूमि दृश्य पर पेश किया जाता है। हेडसेट में घुमावदार दर्पण हो सकते हैं, ताकि उपयोगकर्ता 3डी छवियों को देख सके। इन दर्पणों का मुख्य कार्य आस-पास के दृश्य के साथ आरोपित वस्तुओं को संरेखित करना है।

 

वीआर कैसे काम करता है?

जब आप VR हेडसेट पहनते हैं, तो आप वास्तव में ऐसा महसूस कर सकते हैं जैसे आप किसी दूसरी दुनिया में हैं, क्योंकि आभासी दृश्य आपको चारों ओर से घेरे हुए लगता है!

VR हेडसेट एक हाई-डेफिनिशन मल्टीमीडिया इंटरफ़ेस (HDMI) केबल द्वारा कंप्यूटर से जुड़ा होता है, जिससे यह आपकी आंखों के सामने दृश्य का स्रोत बन जाता है। कुछ मामलों में, दृश्य उत्पन्न करने के लिए सॉफ़्टवेयर हेडसेट के अलावा है। स्क्रीन पर दृश्य या तो मोबाइल फोन या कंप्यूटर से जुड़े एचडीएमआई केबल का उपयोग करके प्रस्तुत किए जाते हैं।

यद्यपि आप अपने आस-पास एक सतत छवियां देखते हैं, यह वास्तव में हेडसेट के दो अलग-अलग ऐपिस के लिए दो अलग-अलग छवियां हैं। लेंस भी हेडसेट का एक हिस्सा हैं। उन्हें आपकी आंखों और स्क्रीन के बीच रखा गया है। ये लेंस एक त्रिविम दृष्टि बनाने में मदद करते हैं। एक VR हेडसेट अक्सर 110 डिग्री क्षेत्र की दृष्टि प्रदान करता है। यह उपयोगकर्ता के लिए दृश्य से चारों ओर से घिरा हुआ महसूस करने के लिए पर्याप्त है। उपयोगकर्ता को यह विश्वास दिलाने के लिए कि दृश्य वास्तविक है, दृश्य आम तौर पर 60 से 90 फ्रेम प्रति सेकंड बदलता है।

छवि के अलावा, कुछ अन्य तत्व हैं, जैसे कि ऑडियो, जो एक इमर्सिव वीआर अनुभव बनाने में जाता है, जिससे उपयोगकर्ता पूरी तरह से आभासी वातावरण में तल्लीन हो जाते हैं। ध्वनि प्रभाव, जब दृश्यों के साथ समन्वयित किया जाता है, तो बहुत ही आकर्षक प्रभाव पैदा कर सकता है।