Sunday, 21 April 2013

Analogista lisäketodellisuutta?




Viime aikoina olen puuhaillut Helsingin yliopiston opettajankoulutuslaitoksen tiedekeskuspedagogiikan tutkimusyksikön Näkyvä -lisäketodellisuusprojektissa (huh huh, aika pitkä nimi).

Lisäketodellisuus tai lisätty todellisuus, (engl. Augmented reality) viittaa näkymään, johon on lisätty tietokonegrafiikalla tuotettuja elementtejä ja jota käyttäjä tarkastelee kohdetta silmälasien, älypuhelimen tai tabletin kautta. Se on siis järjestelmä, jossa keinotekoista, tietokoneella tuotettua tietoa (kuva, ääni, video, teksti, GPS- informaatio) on lisätty reaaliaikaisesti näkymään todellisesta ympäristöstä.

Tiedekeskus Heurekassa, jossa projektin johtaja professori Hannu Salmi on pitkään työskennellyt, on ollut selviä lisäketodellisuus kohteita näyttelyissään. Niitä kaikkia vain ei ole välttämättä mielletty sellaisiksi omana aikanaan. 


Heurekassa oli pitkään laite, jolla voitiin seurata, miten oma katse liikkuu kuvassa kuvaa katseltaessa. Selvää lisäketodellisuutta.


 Toinen Heurekassa ollut selkeä lisäketodellisuuskohde. Lämpökameran kuva. Tässä poikkitieteilijän omakuva lämpökameran silmin nähtynä.

 Toinen Bostonin pommimiehistä saatiin kiinni veneestä lisätyn todellisuuden sovelluksen eli lämpölkameran avulla.



Lisäketodellisuuden pioneerihanke Heurekassa. Lasien ja selässä olevan tietokoneen avulla saatiin reaaliaikaista animaatiota ja muuta informaatiota pallon sisällä olevista kaasumolekyyleistä. Minäkin olin projektissa pienessä roolissa laatimalla fysikaalisen mallin animaatiota varten molekyylien lämpöliikkeestä.

Olin viikonloppuna MAOL ry:n kevätpäivillä. Kun täälläkin tuli asioita katseltua "lisäketodellisuuslasit päällä", niin tällainen tarttui silmiin. 

Onko tämä lisäketodellisuutta? Ahtaan tulkinnan mukaan varmaan ei, sillä eihän siinä ole tietokonetta välttämättä mailla eikä halmeilla. Olisiko se analogista lisäketodellisuutta? Tässähän tuodaan abstraktio ja varmasti silmille näkymätön asia, eli magneettikenttä näkyväksi. Todellinen fysikaalinen ilmiö ja reaaliaikaisesti.


Magneettikenttähän on aina esitetty perinteisesti kenttäviivojen avulla. Kenttäviivojen tiheys kertoo kentän voimakkuudesta. Jos magneettia katsottaisiin lisäketodellisuuslaseilla ja kenttäviivat ilmestyisivät tietokoneen avustuksella magneetin päälle, niin kyseessä olisi ilmiselvä lisäketodellisuus. Rautajauheella aikaansaatu "analoginen lisäketodellisuus" vain on minun mielestäni parempi. Se on varmasti reaaliaikainen, reagoi kaikkiin magneettisen napaisuuden muutoksiin ja on selvästi uskottavampi. Se ei kaadu ohjelmoinnin virheisiin.

Pohdiskelu "analogisen lisäketodellisuuden" oikea- tai vääräoppisuudesta mennee sen kuuluisan akateemisen mielenkiinnon piikkiin. Tosin tässä kontekstissa se ei liene hirveä synti.

7 comments:

  1. Wikipedia tietää:

    Yhdysvalloissa asuva Ronald Azuma määritteli vuonna 1997 lisätyn todellisuuden seuraavasti:

    Yhdistää todelliset ja virtuaaliset objektit todellisessa ympäristössä
    Toimii interaktiivisesti ja reaaliaikaisesti
    Kohdistaa todelliset ja virtuaaliset objektit toistensa kanssa

    Tämän määritelmän mukaan todellisen objektin eli magneetin (yhden tai useamman) muodostaman virtuaalisen objektin eli magneettikentän osoittava rautajauhe on lisättyä todellisuutta puhtaimmillaan. Se on interaktiivista (magneetteja voi siirtää ja kääntää ja lisätä ja vähentää), rautajauhe reagoi heti kentän muutoksiin ja siinä kohdistuvat todelliset ja virtuaaliset objektit. Pitää olla melkoinen it-sovellus, joka tässä tapauksessa pystyy vastaavaan.

    ReplyDelete
  2. Mikä tuossa esimerkissä on sitä virtuaalisuutta? Minusta kun kaikki mainittu - ja nähty - on todellisuutta.

    Ei magneettikenttää "virtuaaliseksi" tee se, ettei meillä ole aisteja sen havaitsemiseen.

    ReplyDelete
  3. Näinhän tuo tietysti on. Rautajauheella esiin tuotu magneettikenttä lienee enemmänkin havainnollistamista kuin lisättyä todellisuutta. Jotenkin sukulaisia ne minusta kuitenkin ovat. Niiden avulla voidaan ainakin oppimisympäristössä selventää vaikeaselkoisen tai piilossa olevan ilmiön luonnetta. Virtuaaliset magneettikentän kenttäviivat olisivat "aitoa" lisäketodellisuutta, rautajauheella aikaansaadut eivät. Niiden informaatiosisältö on kuitenkin aika lailla sama.

    ReplyDelete
  4. Lisätään nyt sen verran vielä, että kenttä on todellinen, mutta kenttäviivat ovat virtuaalisia. Ei magneetikenttä todellisuudessa mistään kenttäviivoista koostu, ne ovat vain tapa kuvata kentän suuntaa ja voimakkuutta eri kohdissa. Joten siinä mielessä kääntäisin mielipidettäni tässä ainakin muutaman piirun "aidon" lisäketodellisuuden suuntaan.

    ReplyDelete
  5. Kenttäviivat lienevät käsitteenä enemmänkin malli, jolla kuvataan luonnon ominaisuuksia. Virtuaalisia viivoja niistä tulee (imho), kun ne piirretään tavalla tai toisella näkyville. Vanhaa piirtoheitinkalvoa ei sanottu lisäketodellisuudeksi (vaan piirtoheitinkalvoksi... :) Se kuitenkin piirroksineen (lisätty magneettien alle/päälle) taisi olla lähinnä noita kuvailtuja ominaisuuksia, joskin tieytysti analoginen.

    Rautajauhe ei ole virtuaalista, asettui se sitten vaikka kirkkoveneen kuvan muotoon. Havainnollistaminen on hyvä sana.

    ReplyDelete
  6. Tässähän on oleellisesti seuraavat objektit.

    1. magneetti
    2. magneetin luoma magneettikenttä
    3. rautajauheen muodostamat viivat
    4. magneettikentän muotoa ja voimakkuutta kuvaavat kenttäviivat

    1-3 ovat todellisia, 4 on virtuaalinen eli epätodellinen objekti. Minun on vaikea nähdä, kumpaa rautajauhe kuvaa. Magneettikentän muotoa ja voimakkuutta vai niitä havainnollistavia kenttäviivoja. Onko tällä pohdiskelulla edes sitä akateemisen mielenkiinnon arvoa, se lienee hyvä kysymys. Lisäketodellisuuden rooli oppimisympäristössä ja sovelluksessa lienee aika lailla erilainen. Bostonin pommittajakin saatiin juuri kiinni piilostaan veneestä lämpökamerakuvan avulla.

    ReplyDelete
  7. Tuohon keskusteluun kantaa ottamatta, tahtoisin mainita, että Heurekassa on tälläkin hetkellä käytössä katseenseurantakohde. Löytyy "hulluusnäyttelystä" ja tämä uusi versio on huomattavasti helppokäyttöisempi kun ei tarvitse pitää silmää telineessä, kuten aiemmin. Nyt riittää kun pää on jotakuinkin paikallaan ja oikeassa paikassa.

    ReplyDelete