RoomSpace AR

ROOMSPACE AR

Содержание

1. Введение
2. Цель проекта RoomSpace AR
3. Используемые технологии
4. Архитектура и структура приложения
5. Основной функционал
6. AR-рулетка как инструмент измерений
7. Интерфейс пользователя и удобство использования
8. Работа в оффлайн-режиме
9. Проблемы и пути их решения
10. Перспективы развития
11. Значение проекта для государственных нужд
12. Выводы
13. Список использованной литературы

1. Введение

Технологии дополненной реальности (AR) становятся всё более популярными и находят применение в различных сферах — от образования и развлечений до медицины, строительства и дизайна интерьера. Благодаря смартфонам и планшетам с поддержкой AR, эти технологии становятся доступными широкому кругу пользователей. RoomSpace AR — это мобильное приложение, разработанное как практическое средство для визуализации объектов интерьера в реальном пространстве, что помогает лучше представить, как мебель и другие предметы будут смотреться в помещении.

Данный проект был создан как ответ на потребность в лёгком и доступном инструменте для дизайна пространства. Его главной особенностью является работа без подключения к интернету, что делает его особенно актуальным в регионах с медленным или нестабильным соединением. Приложение помогает принимать более обоснованные решения при планировке интерьера, а также проводить базовые измерения с помощью встроенной функции AR-рулетки.

2. Цель проекта RoomSpace AR

Основная цель RoomSpace AR — упростить процесс планирования и обустройства помещений. Это достигается за счёт совмещения визуализации и измерений в дополненной реальности. Приложение позволяет пользователю:

• Размещать мебель в комнате в натуральную величину;
• Оценивать размеры и компоновку объектов;
• Проводить измерения в пространстве с помощью встроенной рулетки;
• Работать без необходимости интернет-соединения.

Программа рассчитана как на конечных пользователей, так и на дизайнеров интерьера, которым нужно наглядно продемонстрировать клиенту различные варианты размещения мебели и аксессуаров. Также она может быть полезна в сфере продаж мебели, где важно показать товар «в действии».

Кроме того, RoomSpace AR может использоваться в прикладных инженерных задачах — например, для размещения макетов малых производственных станков, оборудования, и даже медицинских компонентов (например, имплантов или органов) в образовательных и проектных целях. Такой универсальный подход делает технологию актуальной не только в бытовой, но и в государственной и промышленной сферах.

3. Используемые технологии

Для разработки RoomSpace AR использовался игровой движок Unity, известный своей кроссплатформенностью и поддержкой 2D/3D-графики. Основная библиотека для работы с дополненной реальностью — Vuforia Engine, предоставляющая инструменты для распознавания изображений, трекинга плоскостей и взаимодействия с виртуальными объектами в реальном времени.

Преимущества выбора Unity и Vuforia:

• Поддержка Android и iOS;
• Простота интеграции 3D-моделей;
• Хорошо развитая документация и сообщество;
• Встроенные функции отслеживания изображений и пространственного позиционирования.

Благодаря этим технологиям удалось реализовать быструю и точную работу с объектами в AR, а также обеспечить стабильную производительность даже на устройствах среднего уровня.

4. Архитектура и структура приложения

Приложение построено по модульному принципу, где каждый компонент выполняет свою функцию. Это упрощает сопровождение и масштабирование проекта.

Основные модули:

• AR-движок (Vuforia): отвечает за захват изображения, определение маркеров, трекинг и пространственное ориентирование.
• Каталог префабов: содержит все объекты (мебель, измерительные инструменты), которые можно разместить в пространстве.
• Модуль взаимодействия: обрабатывает действия пользователя (касания, перемещения, выбор объектов).
• UI: обеспечивает интуитивно понятный интерфейс.

Все объекты реализованы как префабы, что позволяет легко добавлять новые элементы в каталог.

5. Основной функционал

Приложение RoomSpace AR предоставляет пользователю следующие ключевые возможности:

• Размещение объектов в пространстве: выбор из каталога, вращение, передвижение и кастомизацию мебели.
• Точное определение положения объекта: привязка к полу и поверхности.
• Удаление и замена объектов: удаление ненужных элементов и повторное добавление новых.

• Информация об объекте: название, размеры и описание при наведении на модель.

Пользователь может экспериментировать с различными вариантами расстановки, чтобы заранее оценить, как будет выглядеть помещение.

6. AR-рулетка как инструмент измерений

AR-рулетка позволяет измерять расстояния между двумя точками в реальном пространстве, используя дополненную реальность. Этот инструмент особенно полезен при планировке расстановки мебели, когда важно знать точные размеры помещения или расстояние между объектами.

Принцип работы:

• Пользователь касается экрана, чтобы зафиксировать первую точку.
• Вторым касанием он указывает конечную точку.
• Программа вычисляет расстояние с помощью лучей (raycast) и отображает результат в метрах с точностью до сантиметра.

Преимущества:

• Отсутствие необходимости в физической рулетке;
• Высокая точность на ровных поверхностях;
• Быстрая и наглядная визуализация расстояний.

7. Интерфейс пользователя и удобство использования

Интерфейс RoomSpace AR создан с прицелом на простоту и доступность. Основные элементы:

• Главное меню с кнопками для входа в режим AR, выбора объектов и измерений;
• Всплывающее меню с категориями мебели;
• Контекстное меню для каждого объекта (удалить, изменить, повернуть);
• Панель рулетки для сброса или повтора измерений;
• Подсказки и инструкции на экране.

Приложение интуитивно понятно даже тем, кто никогда не работал с AR. Простота интерфейса делает его доступным для широкой аудитории.

8. Работа в оффлайн-режиме

Особенностью RoomSpace AR является полный отказ от серверного взаимодействия. Все необходимые данные загружаются при установке и находятся в памяти устройства:

• 3D-модели объектов (профабов);
• Текстуры, иконки и интерфейс;
• Информация об объектах и сценах.

Изначально планировалась реализация серверной части на ASP.NET для хранения пользовательских сцен и каталогов. Однако из-за ограничений интернета было решено отказаться от облачного хранилища в пользу оффлайн-работы. Это дало следующие преимущества:

• Мгновенный запуск без ожидания загрузки данных;
• Возможность использовать приложение в любой точке мира;
• Устойчивость к сбоям связи.

9. Проблемы и пути их решения

В процессе разработки возникли следующие сложности:

1. Плохое освещение:
   • AR плохо работал в тёмных помещениях.
   • Решение: включить дополнительные осветительные приборы потому что в темноте ни один AR не будет работать.
2. Точность позиционирования:
   • При неровной поверхности объекты могли «плавать».
   • Решение: касанием заново расположить объект на поверхности.
3. Объём приложения:
   • Из-за большого количества моделей размер инсталляции увеличивался.
   • Решение: оптимизация полигонов моделей и уменьшение количества текстур.
4. Отсутствие сервера:
   • Невозможно делиться сценами с другими пользователями.
   • Возможное решение в будущем — добавить локальную синхронизацию по Bluetooth или QR-кодам.

10. Перспективы развития

RoomSpace AR обладает большим потенциалом. В будущем возможно:

• Добавление поддержки облака: синхронизация сцен и загрузка новых объектов.
• Многоязычный интерфейс: для использования в разных странах.
• Интерактивные подсказки: обучение пользователя в процессе работы.
• Интеграция с CAD-программами: экспорт сцены в инженерные форматы.
• Интеграция с магазинами мебели: чтобы покупать объекты, которые пользователь примерил у себя дома.

11. Значение проекта для государственных нужд

RoomSpace AR обладает высоким потенциалом для использования в интересах государства. За счёт своей архитектуры и универсальности приложение может быть адаптировано под различные государственные нужды:

• Образование и кадры: использование в технических колледжах и вузах для обучения студентов инженерным, архитектурным и медицинским дисциплинам. Виртуальные модели позволяют эффективно обучать без необходимости дорогого физического оборудования.
• Здравоохранение: в перспективе приложение может использоваться для моделирования органов человека или медицинских устройств, что позволит проводить тренировки операций на основе дополненной реальности.
• Промышленность и производство: замена моделей мебели на 3D-модели малых станков, роботизированных манипуляторов и других производственных единиц позволяет применять RoomSpace AR в моделировании производственных линий, особенно в условиях ограниченного пространства.

Таким образом, RoomSpace AR может рассматриваться как важная технологическая разработка, способная повысить эффективность работы различных государственных структур.

12. Выводы

RoomSpace AR — это пример того, как современные AR-технологии могут облегчить решение бытовых и профессиональных задач. Приложение даёт возможность точно представить, как та или иная мебель (или иной 3D-объект) будет смотреться в интерьере, позволяет измерять расстояния и планировать расстановку без специальных знаний и оборудования.

Благодаря универсальности архитектуры, проект может быть масштабирован и адаптирован под нужды государства — от образования и медицины до промышленности. 

13. Список использованной литературы

1. Unity Technologies. Официальная документация Unity. — https://docs.unity3d.com
2. PTC Vuforia. Руководство разработчика по Vuforia Engine. — https://library.vuforia.com
3. Zhou, F., Duh, H. B.-L., & Billinghurst, M. (2008). Trends in Augmented Reality Tracking, Interaction and Display: A Review of Ten Years of ISMAR. — Proceedings of the 7th IEEE/ACM International Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR)
4. Burdea, G., & Coiffet, P. (2003). Virtual Reality Technology. — John Wiley & Sons.
5. Золотарёв В. В. Дополненная реальность: технологии и перспективы. — СПб: Питер, 2021.