Smíšená realita (MR)

Co je smíšená realita (MR) a jak se liší od AR/VR

Smíšená realita (Mixed Reality, MR) je kontinuum mezi rozšířenou (AR) a virtuální realitou (VR), ve kterém se digitální objekty koherentně zasazují do fyzického světa, reagují na geometrii, osvětlení, fyziku a kontext. Zatímco AR typicky „překrývá“ 2D/3D obsah přes kamerový náhled a VR uživatele izoluje do plně virtuálního prostředí, MR usiluje o obousměrnou interakci: virtuální objekt je „v místnosti“, zakrývá a je zakrýván, hází stín, odráží světlo a lze s ním manipulovat rukama i nástroji.

Hardwarová anatomie MR zařízení

• Optika: průhledné waveguidy (AR brýle) či video passthrough s vysokým HDR (VR headsety s průhledem); parametry – FoV (°), PPD (pixels-per-degree), vergence–akomodace, sweet-spot.
• Snímání prostoru: RGB kamery, hloubkové senzory (ToF/structured light), IMU (akcelerometr/gyroskop), někdy LiDAR; pro inside-out tracking a SLAM.
• Vstupy: sledování rukou, ovladače s haptikou, eye-tracking (foveované vykreslování), hlasové povely, gestika.
• Audio: prostorový rendering (HRTF), bone-conduction/otevřená sluchátka pro bezpečné vnímání okolí.
• Výpočet: čipsety s dedikovanými DSP/NPU pro pose estimation, reprojekci a segmentaci; offloading na edge/cloud.
• Ergonomie: hmotnost, těžiště, ventilace, výměnné polstrování, hygienické návleky pro sdílené použití.

Klíčové technické stavebnice MR

• 6DoF sledování (pozice a orientace) s nízkým „motion-to-photon“ zpožděním <20 ms, ideálně <10 ms.
• SLAM (simultánní lokalizace a mapování) – budování meshe prostředí pro kolize, navázání kotev a okluzi.
• Okluze a kolize – správné zakrytí virtuálních objektů fyzickými překážkami; depth compositing a masky.
• Fotorealita: environmental lighting, PBR materiály, stínování, reflection probes, relighting podle snímané scény.
• Eye-tracking a foveated rendering – šetří výkon vykreslováním vysoké kvality jen tam, kam se uživatel dívá.
• Passthrough kvality „reálného zraku“: vysoké rozlišení, nízká latence, správná kalibrace barev a geometrie.

Standardy a ekosystém

• OpenXR: jednotné API pro XR runtime (portabilita aplikací napříč výrobci).
• WebXR: MR/AR/VR v prohlížeči; rychlá distribuce a snadnější aktualizace obsahu.
• Formáty 3D: glTF 2.0 (PBR „JPEG pro 3D“), USD/USDZ (kompozice scén), neurální reprezentace (NeRF/3DGS) pro skeny.
• Prostorové kotvy: spatial anchors/cloud anchors pro multi-user sdílení stejné scény v čase a prostoru.

Interakční design v MR: principy použitelnosti

• Blízké vs. vzdálené interakce: přímá manipulace rukou na dosah; ray casting a teleporty pro vzdálené objekty.
• Prostorové UI: panely ukotvené v prostoru, billboarding v zorném poli, progress affordances (vizuální zpětná vazba).
• Komfort: minimalizace rychlých překreslení, stabilizace obsahu ke světu (ne k hlavě), respektování zóny pohodlí (cca 0,5–2 m).
• Přístupnost: alternativní ovládání (hlas, pohled), zvětšení UI, vysoký kontrast, titulky u audioinstrukcí.

Výkon a optimalizace: co rozhoduje o kvalitě zážitku

• FPS a latence: cílit 60–120 Hz dle zařízení; redukce motion sickness pomocí predikce, late latching a asynchronous reprojection.
• Foveace: dynamic foveated rendering s eye-trackingem, případně fixed foveation bez něj.
• Level-of-Detail a instancing; occlusion culling, meshlet pipelines, komprese textur (ASTC/BCn).
• Relighting a stíny: využít screen-space techniky a light probes místo plných RT efektů na mobilním HW.
• Termální management: rozložení výpočtu (edge/cloud offload), duty-cycling senzorů, adaptivní kvalita renderu.

Bezpečnost, soukromí a etika

• Prostorová data (mesh místností) a biometrika (oči, ruce, hlas) – chránit jako citlivé osobní údaje; on-device inference kde lze.
• Bezpečnost práce: guardian hranice, upozornění na překážky, průchozí režim (passthrough) pro pohyb.
• Kyberbezpečnost: podpis balíčků, sandboxing, minimální oprávnění, šifrované kotvy, revokace přístupu po čase.
• Digitální well-being: limity sezení, přestávky, snížení kognitivní zátěže u dlouhodobých úkonů.

Podnikové use-casy s nejvyšším ROI

• Školení a onboarding: procedurální učení s kroky nad reálnými stroji; měřitelný pokles chyb a času zaučení.
• Vzdálená asistence: expert vidí, co vidí technik; kreslení anotací v prostoru, sdílené kotvy.
• Údržba a inspekce: digitální dvojče, kontextová data (IoT/SCADA), checklisty, hands-free ovládání.
• AEC/BIM: procházka návrhem v měřítku 1:1 na stavbě, kolize instalací, porovnání as-designed vs. as-built.
• Retail a vizualizace: konfigurátory v prostoru, planogramy, data-viz nad reálnými produkty.
• Zdravotnictví: navigace během zákroku, vizualizace anatomie, rehabilitace s biofeedbackem.

Obsahový pipeline a nástroje

• Enginy: Unity/Unreal s OpenXR; WebXR pro lehké distribuované scénáře.
• 3D assety: PBR workflow (metal/rough), light baking tam, kde je prostředí stabilní.
• Digitalizace: fotogrammetrie/LiDAR, neurální rekonstrukce (NeRF/GS) → retopologie a optimalizace pro runtime.
• Prostorové UI: knihovny pro hand rays, gesture recognizers, gridy a snap-body pro stabilitu UI v prostoru.

Měření úspěchu: metriky a KPI

Síť a edge: když nestačí lokální výkon

• Edge rendering (cloud/edge GPU) s foveated streamingem; vyžaduje stabilní <20 ms RTT a QoS.
• Synchronizace multi-user: state replication, lag compensation, konflikt-free datové typy (CRDT) pro sdílené scény.
• Správa zařízení: MDM pro XR, OTA aktualizace, inventář hlav a ovladačů, řízení přístupu na projekty a kotvy.

Designové vzory a anti-vzory

• Dobrý vzor: „near-field grab“ s magnetickými body a haptickou odezvou; šetří ruce a snižuje chyby.
• Dobrý vzor: „world-locked panels“ ve výšce 1,2–1,6 m, 0,7–1,2 m od uživatele; stabilní čitelnost.
• Anti-vzor: UI „na hlavě“ sledující pohled – způsobuje nestabilitu a únavu.
• Anti-vzor: malé kontrasty a tenké fonty v passthrough; volte tloušťku 2–3 px v úhlových jednotkách.

Implementační roadmapa pro podnik

1. Pilot use-case s jasným ROI (školení/údržba) a metrikami před/po.
2. Technologický výběr: zařízení (passthrough vs. waveguide), runtime (OpenXR), nástroje (Unity/Unreal/WebXR).
3. Bezpečnost a compliance: klasifikace dat (mesh, biometrika), politiky uchování, přístupová práva.
4. Obsah a proces: pipeline assetů, verzování, testy na reálné scéně, „content freeze“ před nasazením.
5. Škálování: MDM, katalog aplikací, školení super-uživatelů, servisní model L1–L3.
6. Iterace: sběr telemetrie (při souhlasu), heatmapy interakcí, A/B varianty UI.

Ekonomika a TCO

• CapEx: headsety/ovladače, licencované enginy/nástroje, kamery pro digitalizaci.
• OpEx: správa zařízení, aktualizace obsahu, edge/cloud rendering, školení a podpora.
• Skryté náklady: ergonomie (náhradní polstrování), hygienické sety, pojištění zařízení, obnovovací cyklus 24–36 měsíců.

Budoucí trendy MR

• Varifokální a multifokální optika – řešení konfliktu vergence-akomodace.
• Neurální rendering – re-lighting, segmentace a kompozice v reálném čase pomocí NPU.
• Lehčí form-faktor – AR brýle s vysokým FoV, energeticky úsporné mikro-LED.
• Spolupráce člověk–robot – MR jako rozhraní pro bezpečné programování a dohled nad coboty.

Kontrolní seznam kvality MR aplikace

1. Stabilní sledování 6DoF a drift kotev <2 cm.
2. FPS ≥72 Hz, MTP <20 ms; foveace zapnuta.
3. Okluze, kolize a relighting sladěny s realitou.
4. UI ve „world-locked“ režimu, čitelnost v různém osvětlení.
5. Guardian a bezpečnostní upozornění otestována v cílovém prostředí.
6. Telemetrie a crash-reporty (souhlas) + pravidelný review metrik.
7. Bezpečnost dat: šifrované kotvy, řízení přístupu, minimální sběr biometrie.

Závěr

Smíšená realita propojuje fyzické a digitální tak, aby vznikl praktický, bezpečný a škálovatelný nástroj. Úspěch stojí na kvalitním sledování a mapování prostoru, realistickém vykreslování, promyšleném UX a důsledné ochraně dat. Firmy, které MR zapojí do školení, údržby, návrhu či vizualizace dat s jasnými KPI, dosahují rychlé návratnosti a zároveň budují kompetenci pro budoucí prostorová uživatelská rozhraní.