Что же такое дополнительная реальность, как ее используют и с чем едят? На такие вопросы мы постараемся ответить в этой статье. Также мы плавно перейдем к теме об очках дополненной реальности .

И так, дополнительной реальностью называют воссоздание виртуальных объектов и реальностей с помощью компьютерных технологий. Как правило, дополненная реальность (исходя из самого названия) является частью реальности, в которой находится наблюдатель. Проще говоря, она интегрируется в среду обитания человека. Самым ярким и понятным примером станет траектория футбольного меча, которая прорисовывается на экранах телевизоров во время показа матча. Впервые термин дополненной реальности ввел исследователь Томо Кодел в 1990-ом году, когда он работал на компанию Boeing.

Мобильный телефон будущего или очки дополненной реальности

Наверное, многие из нас помнят различные фантастические фильмы или боевики про шпионов, где у главного героя в очки или контактные линзы был встроен прозрачный дисплей, на котором он видел всю необходимо информацию, получал задания, мог сканировать стены, находить своих героев и разговаривать по телефону. Именно это и является примером внедрения дополнительной реальности в нашу жизнь. В недалекие 90-ые в фильмах со Сталлоне, Шварценеггером или Томом Крузом такие мобильные телефоны будущего казались чем-то совершенно фантастическим. Однако, как мы знаем, наука движется семимильными шагами и уже сегодня очки дополненной реальности – это наступившее настоящее.

Первые признаки жизни дополненной реальности появились в мобильных системах в 2004-ом году. Тогда русская компания AlterGeo выпустила приложение для iPhone с дополненной реальностью. При его помощи можно было определить с камеры телефона, на каком расстоянии от наблюдателя расположен объект, где находятся друзья и как пройти к достопримечательностям или заведениям в том или ином городе.

Очки дополненной реальности от Google Project Glass

Сейчас такая идея, продолжив свое развития, проявилась в разработке очков дополненной реальности. Ряд компаний уже разрабатывают концепты телефонов будущего, которые будут выглядеть, как обычные очки.

В настоящее время Google трудятся над своим концептом очков дополненной реальности под названием Project Glass . В очках будет встроен маленький дисплей, находящийся в правом верхнем углу, которым можно будет воспользоваться в любой момент, чтобы посмотреть свое картографическое расположение, позвонить другу или проверить почту. Ожидается, что гаджет будет связан с мобильным телефоном, как гарнитура и работать на Android. По прогнозам самих «гугловцев» устройство должно выйти на рынок в 2013-ом году. Ожидаемая цена: всего лишь 1500 у.е.

Очки будущего от Microsoft

Вторым в очереди создания очков будущего стал всемирный монополист – компания Microsoft. Корпорация подала патент на разработку очков дополненной реальности еще в мае 2011-го года.

Очки будущего от Microsoft будут менее универсальными, нежели у конкурентов «Гугл». Скорее они будут рассчитаны на любителей спорта, кино или всего развлекательного медиа-контента. Очки смогут показывать футбольные матчи, концерты или фильмы с функциями дополнительных комментариев и информации.

Очки дополненной реальности iGlass от монополистов Apple

Кто бы сомневался, что в гонке за новыми технологиями не станут учувствовать разработчики «Яблока». Сегодня корпорация покойного Стива Джобса представила публике концепт модели очкив дополнительной реальности iGlass .

Несмотря на то, что патент о разработке был подан Apple еще в 2006 году, за разработку они взялись только после новости о том, что Google в ближайший год собираются выпустить свой Project Glass.

И так гонка за лидерство началось три гиганта – Google, Apple и Microsoft, – будут бороться за лидерство на рынке. Что же, будем следить за тем, кто кого. Также, на последок стоит отметить, что в разработку очков дополненной реальности вступили такие компании, как Sony, Oakley, Valve и Olympus.

На человека в закрытом шлеме виртуальной реальности жалко смотреть - он совершенно беспомощен в этом мире острых углов и неожиданных изменений рельефа. А если перед глазами у него в этот момент американские горки, мертвые петли и прочие испытания для вестибулярного аппарата, дело может закончиться совсем плохо. Но если на вас очки дополненной реальности Epson Moverio BT-300 , вы полностью контролируете ситуацию. Хотя и в них мне не удалось избежать крушения квадрокоптера… Но обо всем по порядку.

Прозрачные

Современные технологии виртуальной и дополненной реальности развиваются в двух разных направлениях. Большая часть компаний делает шлемы и очки закрытого типа, которые полностью переносят пользователя в нематериальный мир, не оставляя ни намека на связь с «настоящей» реальностью. Но некоторые идут по другому пути, производя прозрачные очки, дополняющие нашу реальность виртуальной.

По этому пути шла корпорация Alphabet, создавая свои Google Glass, и по этому пути идет компаний Epson (та самая, которая делает принтеры), выпуская вот уже третье поколение очков Moverio. В отличие от Google Glass, очки Moverio формируют картинку для двух глаз одновременно, разрешение которой составляет 1280×720. Сравните это с разрешением Google Glass - 640×360 точек для одного глаза.

Как это выглядит

У человека, надевшего Epson Moverio BT-300 , перед глазами возникает экран - по ощущениям примерно диагональю 50 дюймов в метре от носа пользователя. Технология Si-OLED, которая использовалась при производстве дисплеев в очках, позволяет светиться только той части экрана, которая задействована в данный момент. Зрение можно расфокусировать в любой момент - даже полностью засвеченный экран не помешает рассмотреть поворот на дороге или выражение лица собеседника. Правда, в темноте экран видно лучше, а окружающий мир - хуже.

Очки и пульт управления, похожий на небольшую мышку, соединены проводом. Снаружи у него трекпад, три стандартные Android-кнопки и джойстик, а внутри - четырехъядерный процессор Intel Atom с частотой 1,44 ГГц, 2 Гб оперативной и 16 Гб встроенной памяти. А также батарея, способная поддерживать работу гаджета на протяжении шести часов. В очках же находятся только экраны, датчики и камера на 5 Мп. Выглядят они весьма технологично, и их можно использовать вместе с обычными очками для зрения - не скажу, что это удобно, но все-таки можно.

Со стороны кажется, что человек, надевший Moverio, «ушел в себя». Его взгляд становится отрешенным и задумчивым. А так как экраны подсвечивают только зрачки, то в полумраке в них можно делать впечатляющие селфи.

Кому это нужно

В презентационном ролике Epson намекает, что очки могут пригодиться, например, работникам заводов - они могут указывать человеку, какую кнопку нажать или какой рычаг повернуть. Кроме этого компания рассчитывает на возможное медицинское применение и на их презентационные возможности. Например, если смотреть в очках на лист бумаги с закодированным знаком (можно выбрать любое изображение, а не только QR-код) можно увидеть трехмерную модель здания со всех сторон и даже заглянуть в квартиры. Этот фокус наверняка придется по вкусу риэлторам, которые смогут так демонстрировать покупателям новые дома.

Устройство можно использовать и в обучающих целях - например, в музее можно транслировать внешний облик динозавра на его скелет, таким образом давая носителю очков возможность рассматривать их одновременно.

Очки могут пригодиться и спортсменам - в них, например, можно поучаствовать в Тур де Франс, не слезая с велотренажера. Очки могут стать хорошим стимулом при занятиях в зале, особенно учитывая российские климатические реалии.

В обычной жизни устройство может использоваться для просмотра видео, игр (правда, пока их нет в официальном магазине, но технология позволяет создать сотни приложений, которые будут взаимодействовать с реальностью, например, играя в теннис с роботом) и навигации - очки Epson позволяют не отрывать взгляд от дороги, одновременно сверяясь с картой (правда, пока технология не отработана, производитель настоятельно не рекомендует пользоваться очками во время управления автомобилем или велосипедом). Еще одно потенциальное применение очков - съемки экстремальных видов спорта с помощью экшен-камер. Последние не всегда имеют встроенный экран, но и в этом случае сложно понять, что видит камера, прикрепленная к шлему лыжника или радиоуправляемой машинке. А если руки заняты пультом управления, то единственный способ контролировать параметры съемки - это смотреть в 3D-очки.

Но для нас самое интересное применение Moverio BT-300 - управление дронами. Тем более что Epson хорошо «подружила» свои очки с квадрокоптерами компании DJI.

Взлетаем

Я взлетаю над Ростокинским акведуком, памятником екатерининской эпохи, самым старым сохранившимся мостом в Москве, из-под крыши которого мне машут руками пешеходы. Поднимаюсь еще выше и уже парю на уровне последнего 56-го этажа жилого комплекса «Триколор», расположенного рядом. И нет, это не сон - именно так выглядит управление дроном через очки Moverio BT-300. Они позволяют создать полное впечатление, что пилот физически находится в кабине летательного аппарата, но и не терять квадрокоптер из виду. Эти впечатления сложно описать, но тем, кто боится высоты, придется несладко - ощущение присутствия очень реальное. Его усиливает полное отсутствие временных лагов в передаче картинки - легкое движение джойстиком и изображение в очках мгновенно меняется. Яркое солнце тоже не помеха для оператора - к очкам крепятся затемняющие линзы, включенные в комплект.

Я пытаюсь повторить трюки, которые видел на соревнованиях по управлению дронами. Квадрокоптер аккуратно пролетает сквозь арку акведука, я контролирую его движение и своими глазами, и «глазами» дрона. Вторая попытка получается еще лучше, в третий раз коптер уверено пролетает в проходе между колоннами. На этом можно было бы закончить эксперимент, но моим друзьям захотелось тоже посмотреть «глазами птицы» на полет. Я отдаю им очки, а квадрокоптер в это время зависает в опасной близости от стены. Внезапный порыв ветра - и он врезается в колонну и падает с пятиметровой высоты. К счастью его последствия оказались не столь разрушительными - пара сломанных винтов и царапина на корпусе.

Вот как это было:

Развлечения в очках

Еще одна возможность очков Epson Moverio BT-300 - просмотр полноценного 3D-видео. На любых экранах и с любыми очками, которые я до этого тестировал, у 3D-видео есть некое ограничение по глубине изображаемого пространства. Особенно это заметно в кинотеатрах, когда видео приходится смотреть с разных углов. У Epson Moverio BT-300 этого ограничения нет - в демонстрационном ролике с самолетами 3D-технология выглядит совершенно - можно рассмотреть и самолет, приближавшийся к глазам, и самый отдаленный из них. В видео, снятых на две камеры, это выглядит не так впечатляюще, как в компьютерных отрисовках, но тоже оставляет сильное впечатление.

Достоинства и недостатки

Одно из основных достоинств Moverio BT-300 - небольшой вес, ведь их батарея и «железо» вынесены в отдельный модуль. Очки слегка давят на переносицу, но в комплекте есть сменный модуль, на который можно заменить стандартные «лапки» очков. Он шире и поэтому более равномерно распределяет нагрузку на нос.

Еще один плюс - очки не нужно подключать к другим устройствам - приставке PlayStation или персональному компьютеру, все необходимое для работы уже есть внутри. Более того, через MiraCast можно транслировать картинку с очков на телевизор или проектор. А поклонникам iPhone понравится приложение в официальном магазине, которое позволяет подключить смартфон к очкам и смотреть картинку с него.

Среди недостатков стоит отметить сложную работу с текстом - набирать сообщение с трекпада мучительно сложно и долго. Частично проблему можно решить, используя голосовой ввод.

Резюме

Epson Moverio BT-300 - пока единственное решение на рынке, которое позволяет находиться в виртуальной и настоящей реальности одновременно. Их концепция максимально приближена к идеальному AR-устройству, к которому движется прогресс. Эти очки уже сейчас позволяют прикоснуться к тем технологиям, без которых человечество будет сложно представить через 10 - 15 лет.

Справочная статья, основанная на экспертном мнении автора.

Очки дополненной реальности | Vuzix M100 Smart Glasses

Что это? Один из более известных конкурентов Google Glass, наконец, стал доступен покупателям. Между "полупрофессиональной" моделью и стандартной версией очков для корпоративного применения большой разницы нет, за исключением того, что потребительская версия крепится к очкам, а корпоративная сама по себе выглядит как защитные очки.

Vuzix M100 Smart Glasses – альтернатива очкам Google Glass. Источник: Vuzix

Умные очки M100 работают со сторонними приложениями для Android, а также с приложениями, которые можно загрузить с помощью магазина приложений компании. Очки поставляются с несколькими предустановленными приложениями, в том числе диктофоном, камерой, фотогалереей и сканером штрих-кодов. Устройство управляется голосом и физическими кнопками. Также предусмотрен довольно необычный способ управления с помощью смартфона на Android, который используется в качестве виртуальной мыши и клавиатуры.

Для кого это? Для тех, кто хочет сэкономить на покупке Google Glass, если их не смущает большой, громоздкий блок управления сбоку. Для фанатов Android.

Камера 5 Мп; видео 1080p; Bluetooth; 802.11 b/g/n Wi-Fi; работа от батареи в течение шести часов (с выключенным дисплеем); внутренняя память на 4 Гбайт; встроенный GPS.

Очки дополненной реальности | Meta 1

Что это? Если бы Тони Старк носил умные очки, это, скорее всего, были бы Meta 1. Они предназначены не для прогулок, а для взаимодействия с дополненной реальностью, как в фильме "Особое мнение". Meta 1 позволяет заниматься интернет-серфингом с помощью движений рук вправо и влево или перетаскивать окна, буквально сжимая их в кулак и перемещая в поле зрения.

"Выпустите вашего внутреннего Тони Старка с помощью смарт-очков Meta 1". Источник: Meta

Очки Meta 1 созданы, чтобы заполнить все поле зрения элементами дополненной реальности с помощью трехмерного рендеринга. Они еще не поступили в продажу, так что никто не знает, как на них отреагирует рынок (и сторонние разработчики). Если очки Meta 1 окажутся успешными, то? в теории, вы сможете поиграть в очень реалистичный "симулятор хирурга" прямо на столе в вашей гостиной.

Для кого это? Для тех, кто хочет разнообразить быт приложениями дополненной реальности, например, просмотром веб-страниц с ручным управлением или возможностью "посидеть" в виртуальной копии интересующего вас автомобиля. Meta 1 в настоящее время нацелена на разработчиков. Потребительская версия очков пока не готова.

Ключевые характеристики и функции: камера с разрешением 1280 x 720 пикселей; трехмерная камера глубины с разрешением 320 x 240 пикселей; интегрированный звук Dolby 3D; отслеживание положения головы на 360 градусов; акселерометр, гироскоп и компас; вход HDMI.

Доступность: Для предварительного заказа доступна версия Meta 1 для разработчиков (за $667). Поставки должны начаться в августе 2015 года.

Очки дополненной реальности | Recon Jet

Что это? Это своего рода спортивная версия Google Glass. Recon Jet использует аналогичную конфигурацию с маленьким экраном напротив глаз, но HD-камера, тачпад и датчики находятся в чуть более толстом корпусе. Камера и дисплей высокого разрешения крепятся к очкам с поляризованными линзами. Это очень полезная вещь для бега или езды на велосипеде, когда ярко светит солнце. Очки можно объединить с устройствами на базе iOS или Android, чтобы видеть звонки и сообщения в реальном времени. Вы также можете использовать приложения спортивной тематики, отслеживающие различные показатели, например, скорость, темп движений, пройденное расстояние и пульс.

Recon Jet

Однако очки не получится использовать без дополнительных манипуляций. Recon Jet поставляются с отключенной голосовой активацией, хотя встроенный микрофон может работать со сторонними приложениями, поддерживающими голосовой запуск. По словам Recon, люди чаще всего будут использовать очки на улице, а осуществлять голосовое управление, например, сидя на велосипеде, когда ветер хлещет в лицо, довольно сложно.

Для кого это? Для спортсменов, желающих видеть необходимые показатели прямо перед глазами (а не, скажем, на их запястье). Однако марафонцам они не рекомендуются, поскольку батарея выдерживает лишь 4-6 часов работы.

Ключевые характеристики и функции: HD-камера; Bluetooth 4.0; ANT+; 802.11 b/g/n Wi-Fi; батарея выдерживает 4-6 часов; внутренняя память на 8 Гбайт; встроенный GPS; акселерометр, гироскоп, магнитометр, датчик давления и инфракрасный датчик.

Доступность: Recon Jet доступны для предварительного заказа за $700. Поставки должны были начаться в мае.

Очки дополненной реальности | Optivent Ora-1

Что это? Ora-1 использует уже знакомый по другим очкам подход - маленький экран и интегрированная камера, позволяющая делать снимки и видеоролики.

Ora-1, скорее всего, претерпит серьезные изменения, прежде чем выйдет окончательная версия для покупателей. Источник: Optivent

Уникальной особенностью Ora-1 является двигающийся экран. Optivent называет его Flip-Vu. Благодаря ему пользователь при желании может передвигать виртуальный объект в центр поля зрения. Если объект отвлекает, экран можно переместить вниз, и обновления будут появляться в углу поля зрения, а не в центре.

К приятным дополнениям можно отнести затенение фотохромной линзы при ярком солнечном освещении. Кроме того, смарт-очки Ora-1 могут функционировать как самостоятельное Android-устройство. Приложения Android можно запускать локально, и поддерживать постоянную связь смартфона с очками не обязательно.

Для кого это? Для разработчиков. Не стоит покупать ранние модели смарт-очков, поскольку Optivent наверняка будет вносить значительные изменения в конечную версию продукта. Нас больше интересует более доступная гарнитура Ora-X – это игровые наушники с опциональным выпадающим дисплеем.

Ключевые характеристики и функции: камера 5 Мп; запись видео в 1080p; Bluetooth 4.0; 802.11 b/g/n Wi-Fi; внутренняя память на 4 Гбайт; датчик освещения; фотохромные линзы.

Доступность: Ora-1 доступны для предварительного заказа за $950.

Очки дополненной реальности | GlassUp

Что это? Внешне эти очки выглядят несколько странно. Даже сам производитель это признает на своей странице Indiegogo. Тем не менее, вся прелесть устройства заключается в его простоте. Оно не оснащается камерами, соответственно, снимать фотографии и видео нельзя. Нельзя выбирать цвет текста, отображаемого на линзах (только монохром). Очки показывают информацию только прямо в центре поля зрения.

GlassUp

Если вы получили электронное письмо, текстовое сообщение или обновление в Facebook, в центре поля зрения появится сообщение. Оно повисит несколько секунд, а затем исчезнет - вот и все. Вы не можете ответить на сообщение с помощью очков. Тем не менее, GlassUp, скорее всего, будут оснащаться сенсорной панелью управления, назначение которой пока неизвестно (по-видимому, сторонние разработчики смогут использовать эту функцию по своему усмотрению).

Очки дополненной реальности - новое слово в развитии современных высоких технологий, способное сделать жизнь человека более комфортной, сэкономить время. Дополненной реальностью принято называть совмещение реального и виртуального мира, точнее дополнение окружающей нас действительности, реального мира объектами из виртуального мира. Такое дополнение может происходить по-разному. Например, при помощи смартфона и установленного на нем специального приложения (браузера дополненной реальности), а возможно при помощи гаджетов нового поколения, к которым относятся очки дополненной реальности.

Что такое очки дополненной реальности?

Внешне не отличающиеся от обычных очков, они совмещают в себе целый набор необходимых современному человеку функций: телефон, фото- и видеокамеру, навигационное устройство и др.

Состоят очки для дополненной реальности из нескольких частей: небольшого системного блока, содержащего в себе оперативную память и процессор, средство связи между системным блоком и самими очками (это может быть как кабель, соединяющий их, так и беспроводной протокол связи, например Bluetooth) и непосредственно сама оправа, очки.

Как работают очки дополненной реальности?

Если говорить просто, то с помощью AR-очков пользователь видит виртуальный объект в реальном мире.

Одна из основных возможностей очков дополненной реальности - создание виртуального экрана. Чаще всего для этого необходима вертикальная поверхность, например, стена. Представьте, что вы надеваете такие очки, направляете взгляд на стену, и у вас перед глазами возникает календарь с прогнозом погоды, или список контактов, или фоторедактор. Но это не просто статичное изображение: это интерактивный экран, с которым вы можете взаимодействовать. На календаре, к примеру, отображается текущая погода - светит жаркое солнце или медленно проплывают облака. А список контактов можно пролистать, сделать отметки. Также в режиме реального времени вы можете просмотреть, отредактировать фотографии, отправить их друзьям.

Если для создания виртуальных экранов требуется вертикальная поверхность, то для 3D-визуализации и взаимодействия с трехмерными визуальными объектами подойдет все что угодно. К примеру, разместить 3D-модель вертолета вы можете на любой поверхности, на полу, столе или листе бумаги. С помощью очков дополненной реальности вы не только посмотрите на модель, вы сможете обойти ее вокруг, руками управлять деталями, покрутить вокруг своей оси.

Практически во всех очках дополненной реальности интерфейс полупрозрачный, что позволяет одновременно видеть происходящее в реальном мире и на интерактивном экране. Это главное их отличие от очков виртуальной реальности, в которых происходит полное погружение в виртуальную реальность .

Разработчики очков дополненной реальности

Компаний, занимающихся разработкой очков дополненной реальности, не так уж и мало, но, пожалуй, самой известной является Google, одной из первых презентовавшая свою модель - Google Glass. Ничем не отличающиеся от обычных очков, очки Google Glass обладают мощными техническими характеристиками, изготовлены из высококачественных материалов, имеют возможность голосового управления и весят всего 40 грамм.

Управление Google Glass простое: для начала работы достаточно сказать «Ok, Glass…» (по аналогии с «Ok, Google…» в одноименной операционной системе) или дотронуться до правой радужки очков, где расположена тач-панель. Очки Glass от Google позволяют своим пользователям делать фото и снимать видео, устраивать видеоконференции и отправлять сообщения, работать в поисковой системе Google и многое другое. Устанавливая дополнительные приложения, можно расширить базовые функции, но тогда и цена на очки Google glass возрастет.

Главным конкурентом Google Glass являются очки дополненной реальности, представляемые компанией Meta. AR-очки Meta внешне выглядят, как обычные очки-авиаторы, подключаются к карманному компьютеру. Очки Meta обладают особенностью: они отслеживают движение рук пользователя и поверхностей, попадающих в поле зрения, в последних версиях этих очков это распознавание происходит с практически нулевой задержкой. Также разработчики планируют добавить возможность не только распознавать, но и запоминать движения рук и поверхностей.

Еще одни очки для дополненной реальности Atheer One представляет компания Atheer Labs. Так же, как и очки Meta, они распознают жесты, подключаются к компьютеру или смартфону. Изображение, проецируемое очками Atheer One, можно сравнить с 26-дюймовым монитором, расположенным в 50 см от пользователя.

Дополненная реальность Microsoft представлена моделью очков HoloLens. Внешне они напоминают горнолыжные очки, распознают жесты и голосовые команды. Очки дополненной реальности HoloLens показывают размещенные поверх реальных компьютерные и виртуальные объекты, с их помощью могут быть смоделированы игровые объекты, местность. Примечательно, что для работы с HoloLens не требуется смартфон или ПК, так как они наделены собственным процессором и графическим модулем, что делает их автономными.

Обособленным устройством являются очки для дополненной реальности Epson moverio bt 200. Сфера их применения достаточно широка: это и очки для игр на ПК дополненной реальности, и гаджет для просмотра видео, и специализированное устройство для применения во многих сферах, например в медицине - отображение кровеносной системы, и в образовании - очки дополненной реальности Epson используются в интерактивных выставках.

Еще одни очки дополненной реальности - SONY HMZ-T3 по сути таковыми не являются, это скорее продвинутые видеоочки. Они имеют 2 дисплея с HD-разрешением, виртуальный объемный звук и являются, скорее, персональным портативным кинотеатром.

Несмотря на развитие и постоянное анонсирование новинок в области дополненной реальности, очки дополненной реальности купить не так-то просто, причина банальна: цена на такие очки высока, позволить себе их смогут далеко не все. Также еще не изучены все аспекты их влияния на человека, но негативные моменты уже присутствуют: с медицинской точки зрения - это развитие косоглазия при постоянном ношении, с социальной точки зрения - это непривычность поведения для окружающих и самого пользователя.

Однако уже сейчас понятно, что со временем эти проблемы будут устранены, а гаджет этот из дорогого удовольствия станет такой же повседневной вещью, как мобильный телефон или планшет. А все потому, что очки дополненной реальности даже на нынешний момент имеют очень широкий функционал, который, несомненно, в дальнейшем будет только развиваться, делая жизнь людей проще и удобнее.

Очки дополненной реальности это нереально крутая штука! Правда до сих трудно сказать, такая ли это необходимая вещь как смартфон, или же просто дорогая игрушка. Рассмотрим интересный проект умных очков для профессионального применения, которые облегчают работу электрика/электронщика. Сделаем его в стиле старого доброго DIY с ардуинами и 3d принтерами.

Каждый кто хоть немного занимался электроникой знает что такое мультиметр и как им пользоваться. Ничего сверхсложного - берем два щупа, выставляем режим измерений, тыкаем и смотрим на дисплее результат. Несмотря на простоту, в профессиональной практике часто бывают случаи, когда в каждой руке по щупу, а измерительный прибор попросту некуда деть и приходится всячески изгаляться чтобы пристроить его куда либо. Это вносит огромные неудобства в работе, а при должной неуклюжести и больших напряжениях еще и к ярким фейерверкам.

Тем не менее, как вы уже догадались из названия статьи, здесь не будет описания сборки деталек по готовой инструкции, вместо этого я покажу как собрал этот девайс из того что нашел в своей куче электронного хлама. И начнем мы с микро-дисплея.

В принципе китайские товарищи продают такие экранчики совсем недорого, но проходящий в это время цирк с черной пятницей давал понять что ждать придется очень долго.

Потому покопавшись в хламе я нашел старый советский калькулятор Электроника Б3-21 с неплохими миниатюрными восьмисегментными индикаторами.

Стоп! Придержите свой праведный гнев и уберите руки от клавиатуры. Я бы не стал ломать подобный раритет ради индикаторов. Пару лет назад я спас три таких экземпляра фактически с помойки. Два из них были более-менее целыми, их я отдал коллекционерам. Последний представлял собой лишь жалкие остатки в виде платы с индикаторами, в то время как сами «мозги» калькулятора располагались на другой части, которую варвары вместе с корпусом куда-то дели.

Как видно по фото, индикаторов в калькуляторе было всего три, и они сделаны в корпусе DIP-14. Каждый индикатор имеет пять символов по семь сегментов в каждом + еще точка. Аккуратно выпаиваем и сажаем на макетную плату. Конструкция по размерам выходит совсем немного больше микродисплея из оригинального проекта.

Так как никакой документации на данные индикаторы днем с огнем не сыскать, используем маленькую хитрость чтобы определить распиновку. Многие мультиметры в режиме прозвонки/измерения сопротивления выдают на щупы достаточно напряжения чтобы заставить слабенько светиться светодиоды, либо такие вот индикаторы. По очереди тыкая все выводы находим нужные аноды (+) и катоды (-). Последние обозначены цифрами, отвечающими за каждый из пяти символов.

Таким образом, чтобы управлять двумя такими индикаторами, потребуется микроконтроллер и всего лишь 18 его портов. Закатаем губу и используем сдвиговые регистры 74HC595. Каждый из них имеет восемь выходов, а подключается всего к трем портам контроллера. Простейшая схема подключения из сети:

Я добавил к конструкции два таких в мелких корпусах. Первый управляет сегментами, а второй - символами. Символов больше чем выходов регистра, потому два крайних символа в нижнем ряду будут не задействованы, что в принципе не страшно, так как я запланировал выводить на верхней строке измеренное значение в виде цифр, а на нижней единицы измерения и трех символов для этого вполне хватит.

Код для отображения символов представляет собой байт, каждый бит которого отвечает в случае первого регистра за зажигаемые сегменты, а в случае второго - за зажигаемые символы. Такие байты также часто представляют в шестнадцатиричной форме записи.

Наглядный пример для сегментов индикатора

В качестве контроллера я использовал китайскую Arduino Nano. Она немногим более версии Micro и тоже отлично влазит в оригинальный корпус.

Подключаем к ардуинке и проверяем работу индикаторов.

После удачной проверки настала пора задуматься о том, что же будет этот дисплей показывать.

Вместо этого пижонства мы прокачаем более дешевый, потрепанный в боях старый добрый Mastech MS8250B, у которого тем не менее есть USB интерфейс.

Реверс-инжинирим этот прибор и видим, что интерфейс сделан на отдельной плате, которая оптически развязана от остальной схемы. Причем здесь применили не пресловутые оптроны, а самые настоящие инфракрасные пары из свето- и фотодиодов. Зазор между ними такой, что наверняка можно мерить вплоть до киловольта без опасения сжечь свой компьютер. На плате виднеется чип CP2102, который является конвертером UART → USB, что является большой удачей, так как протокол UART любая ардуинка знает с пелёнок.

Принцип работы прост и банален, на чип CP2102 подается питание от USB, одновременно загорается ИК-светодиод, который дает мультиметру знать о том, что он подключен к компьютеру, после чего последний начинает весело мигать своим светодиодом в ответ, таким образом отправляя данные об измерениях. Подключаем сей мультик к компьютеру и с помощью ComPort Toolkit смотрим что же он отправляет:

Да, похоже на полный бред. Очевидно, что китайские товарищи не стали использовать стандартную скорость в 9600. Вооружимся логическим анализатором (Saleae-logic совместимым) и посмотрим на сигнал подробнее. ПО от Saleae настолько крутое, что может автоматически определять скорость UART по длине стартового бита.

Анализатор четко определил скорость в 2400. Выставляем правильную скорость в терминале и смотрим на вывод, неистово щелкая режимы мультиметра чтобы собрать больше различных данных.

Ну что же, уже появилась какая-то закономерность, хотя все еще непонятно, что же он отправляет.

подсказка

Обращаем внимание на старшие разряды чисел, которые составляют последовательность 123456789ABCDE. Они не меняются даже при переключении режимов прибора, а значит носят чисто контрольный характер. Остальное - данные в каком то виде.

Я измерил несколько различных сопротивлений, составив таблицу для сопоставления.


Изучив таблицу я понял, как мультиметр кодирует данные измерений. Можете самостоятельно подумать над этой задачкой, для нетерпеливых вот решение:

решение

Подсказка есть в первой части статьи, так как в мультиметре используются все те же сегментные символы для обозначения цифр, то и шлет он байты, описывающие какие сегменты активированы в шестнадцатиричной форме. Старшие разряды не несут информации, потому смотрим на младшие и одинаковые цифры в результатах измерения. Из этой таблицы становится ясно, что 0 например это 7D, а 2 это 5B. Таким образом, задача передачи еще более упрощается. Достаточно прочитать значения индикаторов мультиметра и зажечь наши в соответствии.

Осталось только засунуть в корпус мультиметра контроллер, который будет включать инфракрасный светодиод, принимать данные измерений по UART, и отправлять их на очки. В данном случае, чисто для проверки технологии я приколхозил туда большую ардуинку, так как маленькие внезапно

кончились

Для связи мультиметра с очками я использовал дешевые радиомодули на 433МГц. Увы, это самое плохое решение, которое только можно придумать, но это единственное что было под рукой.

Собираем дисплей, контроллер, приемник и аккумулятор в напечатанный корпус

С оптической частью пришлось потрудиться. Пластикового зеркала как у автора в моей местности не найти. Орудовать стеклорезом я не мастер, потому несмотря на все суеверия я разбил маленькое зеркальце и обточил подходящий осколок до нужной формы под струей воды.

На данном этапе советую вернуться к началу статьи и освежить в памяти конструкцию устройства. Линза здесь играет огромную роль - она фокусирует на глазу изображение от дисплея. От ее типа и положения зависит при какой фокусировке глаза будут четко видны цифры. Разумеется такой же линзы я не нашел, потому использовал обычную пластиковую из дешевого монокуляра. В моем случае я разместил ее между зеркалом и индикаторами, найдя наилучшее положение с точки зрения фокуса. Чтобы сделать отражатель, я расслоил CD-диск, стер с него данные тряпкой и просто вырезал подходящий кусок. После сборки, получаем заветный девайс.

Из-за того что использована неправильная линза, а также того, что индикаторы больше дисплея по размерам, на отражателе видно всего четыре символа в верхней строке, а нижняя строка и вовсе попадает не полностью. На фото камера передает цвета слишком ярко, на деле цифры гораздо более блеклые.

Вообще камерой довольно проблематично снять изображение на отражателе, кроме того она всегда видит цифры в фокусе, что конечно далеко от реальности. Коннектим мультиметр и смотрим, как оно работает.

Камерой трудно захватить обе строки, хотя глаз их видит. Работа с получившимся девайсом выглядит примерно так:

Результат измерений 6.73 вольта. Как видим, инженеры СССР, разработавшие эти светодиодные индикаторы зачем то поместили точку в такое не очень удобное положение, что однако опять же можно считать везением, так как в мультиметре точка и вовсе слева от символа. Ну впрочем, это дело привычки.

Итоги

Устройство в моем исполнении конечно вышло довольно колхозное, но даже в таком виде его использование приводит в восторг. Увы, индикаторы от старого калькулятора как оказалось, средненький вариант, так как при нормальном освещении цифр практически не видно. Радиомодули также не советую: батарейку передатчик посадит быстро, а связь будет все равно так себе. Ну и самый главный недостаток, наверное, любых очков дополненной реальности - это фокус. Чтобы был эффект того, что изображение накладывается поверх объекта куда направлен взгляд, должна соблюдаться соответствующая фокусировка. А проблема заключается в том, что глаз постоянно ее меняет, от чего вся «магия» теряется. Надеюсь что производители подобных девайсов работают над решением данной проблемы и когда-нибудь мы полностью насладимся преимуществами дополненной реальности в профессиональной деятельности.