Rozwijająca się technologia zmienia świat, oferując nowe sposoby szybszej i wydajniejszej pracy. W szczególności wprowadzenie innowacji cyfrowych, takich jak rzeczywistość rozszerzona (AR –Augmented Reality), może pomagać architektom, inżynierom i wykonawcom budowlanym w pokonywaniu wyzwań w nowy sposób. Rozszerzona rzeczywistość to technologia, która łączy świat fizyczny z wirtualnymi elementami, nakładając je w czasie rzeczywistym na obraz, który widzimy. Zapewnia to interakcję z otoczeniem w trzech wymiarach oraz daje możliwość swobodnego obserwowania przestrzeni zarówno wirtualnej, jak i rzeczywistej. AR może być wykorzystywana m.in. w monitorowaniu postępów robót i wspomagająco przy odbiorach robót budowlanych.

Definicje rozszerzonej rzeczywistości

Rzeczywistość rozszerzona (AR) to interfejs, który nakłada informacje cyfrowe na widok użytkownika, przestrzennie dopasowany do bieżącego środowiska fizycznego [1]. Widok użytkownika jest często obrazem z kamery przedstawiającym jego fizyczne otoczenie. Obraz wideo jest wzbogacany o informacje cyfrowe i renderowany na urządzeniu wyświetlającym – może to być wyświetlacz noszony na głowie lub urządzenie mobilne. Taka nakładka pozwala na prezentację informacji, które są istotne dla konkretnego zadania bezpośrednio na placu budowy i dopasowane do obiektu zainteresowania.

Już w 1994 r. w publikacji [3] Milgram i Kishino zakładali istnienie różnych rodzajów rzeczywistości, które tworzą swoiste kontinuum: zaczynając od świata rzeczywistego, prowadzą do świata całkowicie wirtualnego. W ich definicji wyróżnia się cztery następujące środowiska:

  1. Środowisko rzeczywiste (RE – Real Environment) – to świat, w którym żyjemy, rządzący się prawami fizyki.
  2. Rzeczywistość rozszerzona (AR – Augmented Reality) – to rzeczywistość fizyczna, w której uczestnicy widzą również elementy wirtualne.
  3. Rozszerzona wirtualność (AV – Augmented Virtuality) – to rzeczywistość wirtualna, w której uczestnicy widzą również elementy rzeczywiste.
  4. Wirtualna rzeczywistość (VR – Virtual Reality) – reprezentuje syntetyczny świat, w którym uczestnik jest całkowicie zanurzony.

Użytkownicy, wykorzystując kamery np. w urządzeniach mobilnych, mogą obecnie integrować wirtualne obiekty z otoczeniem, co może ułatwić planowanie i podejmowanie decyzji w procesie budowlanym. Kamera w urządzeniu mobilnym jest zastosowana do pokazania faktycznego obrazu rzeczywistości z dodanymi wirtualnymi obiektami lub informacjami.

Przykładowe techniki wizualizacji AR

Najprostszym sposobem prezentacji informacji o postępach w aplikacji AR jest nałożenie danych na obraz wideo przy użyciu różnych technik łączenia. Etap łączenia kontroluje sposób, w jaki cyfrowe informacje o postępie są scalane z obrazem wideo świata fizycznego. Poniżej przedstawiono kilka przykładów technik nakładania.

Natywna nakładka (Native Overlay) renderuje trójwymiarowe informacje na obrazach wideo. Oznacza to, że w pełni zastępuje dane geometryczne we fragmentach zawierających informacje trójwymiarowe. Największym problemem związanym z nakładaniem obrazów wirtualnych na obraz rzeczywisty jest to, że widok rzeczywisty jest zasłonięty przez cyfrowy model. W związku z tym użytkownik często traci przestrzenny związek między informacjami cyfrowymi a środowiskiem fizycznym (rys. 1).