Spatial Computing là gì? Cách hoạt động và ứng dụng

Khách hàng có thể dùng điện thoại đặt thử một chiếc ghế 3D trong phòng và đi quanh để xem cách bố trí trước khi mua. Đây là một ví dụ về Spatial Computing.

Với doanh nghiệp và cơ quan nhà nước, hiểu cách công nghệ này hoạt động sẽ giúp xác định những ứng dụng phù hợp với nhu cầu thực tế.

1. Spatial Computing là gì?

Spatial Computing (tạm dịch: điện toán không gian) là cách máy tính sử dụng thông tin về vị trí, chuyển động và môi trường xung quanh để đưa nội dung số vào trải nghiệm tương tác trong không gian. Nhờ đó, người dùng có thể quan sát và thao tác với nội dung số gắn với bối cảnh thực tế.

Trong ví dụ đặt thử chiếc ghế, hệ thống cần nhận biết mặt sàn và vị trí của điện thoại để hiển thị mô hình tại nơi đã chọn khi người dùng di chuyển. Khả năng gắn nội dung và phản hồi tương tác theo không gian là điểm cốt lõi của cách tiếp cận này.

Đặc điểm chính của Spatial Computing

Đặc điểm đầu tiên là khả năng nhận biết và sử dụng thông tin không gian. Hệ thống không chỉ hiển thị một hình ảnh mà còn xác định vị trí thiết bị, bề mặt hoặc khoảng cách để bố trí nội dung phù hợp. Chẳng hạn, mô hình chiếc ghế cần xuất hiện trên mặt sàn và có tỷ lệ hợp lý so với căn phòng để hỗ trợ người dùng hình dung cách bố trí.

Từ đó, nội dung số có thể phản hồi theo chuyển động và thao tác của người dùng. Khi người xem đi quanh chiếc ghế ảo, góc nhìn được cập nhật tương ứng. Việc xử lý diễn ra liên tục để tạo cảm giác nội dung gắn với vị trí đã chọn; độ ổn định của trải nghiệm phụ thuộc vào thiết bị và điều kiện sử dụng.

Một đặc điểm khác là cách tương tác gắn với hành động tự nhiên, như di chuyển để quan sát, đưa tay để thao tác hoặc dùng giọng nói để điều khiển. Mỗi thiết bị hỗ trợ những cách tương tác khác nhau. Với doanh nghiệp và cơ quan nhà nước, điều cần quan tâm là cách tương tác đó có giúp khách hàng, người dân hoặc nhân viên hiểu nội dung và hoàn thành công việc thuận tiện hơn hay không.

2. Spatial Computing hoạt động như thế nào?

Có thể hình dung quá trình hoạt động qua ba bước, lấy ví dụ đặt thử một chiếc ghế trong phòng:

1. Nhận biết không gian: camera và cảm biến thu thập dữ liệu để xác định vị trí thiết bị, chuyển động và các bề mặt như sàn nhà.
2. Xử lý dữ liệu: phần mềm dùng dữ liệu này để xác định nơi đặt mô hình ghế và cập nhật góc nhìn khi người dùng di chuyển.
3. Hiển thị và tương tác: chiếc ghế ảo xuất hiện tại vị trí đã chọn. Người dùng có thể đi quanh, xoay hoặc thay đổi mẫu ghế tùy tính năng của ứng dụng.

Google ARCore là một ví dụ thực tế: nền tảng này kết hợp theo dõi chuyển động, nhận biết môi trường và ước lượng ánh sáng để đặt nội dung ảo vào không gian nhìn qua camera điện thoại.

Quay lại với ví dụ về chiếc ghế ở trên, khi người dùng di chuyển quanh vị trí đặt chiếc ghế ảo, màn hình sẽ hiển thị chiếc ghế từ góc nhìn tương ứng, như khi quan sát một chiếc ghế thật. Chiếc ghế có hiển thị đúng vị trí và ổn định hay không còn phụ thuộc vào thiết bị, phần mềm và điều kiện ánh sáng trong phòng

Những công nghệ hỗ trợ

Camera và cảm biến cung cấp dữ liệu đầu vào. Cảm biến chuyển động giúp theo dõi thiết bị; cảm biến độ sâu, nếu có, bổ sung thông tin về khoảng cách. Một số hệ thống có thể ước lượng độ sâu từ hình ảnh camera và chuyển động, nên không phải ứng dụng nào cũng cần LiDAR. Tìm hiểu thêm về LiDAR và vai trò trong số hóa không gian.

Phần mềm xử lý không gian, đồ họa 3D và AI hỗ trợ nhận diện bề mặt, vật thể, cập nhật mô hình và hiểu một số thao tác của người dùng. Vai trò của từng thành phần thay đổi theo ứng dụng.

Thiết bị hiển thị và điều khiển có thể là điện thoại, máy tính bảng hoặc kính chuyên dụng. Tùy thiết bị, người dùng tương tác bằng màn hình cảm ứng, cử chỉ tay, ánh mắt, giọng nói hoặc bộ điều khiển. Apple Vision Pro là một ví dụ sử dụng mắt, tay và giọng nói.

Kết nối mạng hỗ trợ tải nội dung, đồng bộ dữ liệu hoặc phối hợp nhiều người. Nhu cầu kết nối phụ thuộc vào cách thiết kế giải pháp; không nên mặc định mọi trải nghiệm đều cần 5G.

3. Spatial Computing khác gì AR, VR và nội dung 3D?

Spatial Computing, AR hay VR có liên quan nhưng các công nghệ này nhấn mạnh những khía cạnh khác nhau. Nếu Spatial Computing mô tả cách hệ thống sử dụng thông tin không gian để tổ chức nội dung và phản hồi tương tác. Thì AR và VR thường được dùng để mô tả dạng trải nghiệm mà người dùng tiếp cận.

Với AR (thực tế tăng cường), nội dung số được bổ sung vào góc nhìn về thế giới thực. Tình huống đặt ghế ảo lên sàn nhà là một ví dụ AR sử dụng khả năng nhận biết không gian. VR (thực tế ảo) đưa người dùng vào môi trường mô phỏng; khi trải nghiệm theo dõi vị trí đầu, tay hoặc cơ thể để phản hồi tương ứng, nó cũng sử dụng các khả năng điện toán không gian.

Mô hình 3D lại là dữ liệu thể hiện hình dạng vật thể và có thể được sử dụng trong nhiều loại trải nghiệm. Việc xem hoặc xoay mô hình trên màn hình, tự nó, chưa thể hiện đầy đủ khả năng nhận biết môi trường và tương tác theo không gian. Điểm khác biệt nằm ở cách hệ thống sử dụng mô hình đó trong mối liên hệ với người dùng và môi trường xung quanh.

Vì vậy, khi đánh giá giải pháp, câu hỏi nên được đặt ra là hệ thống nhận biết được điều gì và người dùng làm được việc gì. Tên gọi công nghệ chỉ là điểm bắt đầu.

4. Ứng dụng cho doanh nghiệp và cơ quan nhà nước

Dưới đây là các tình huống minh họa theo nhu cầu sử dụng. Mỗi ứng dụng cần được kiểm thử với dữ liệu và môi trường triển khai cụ thể.

Bảo tàng và di sản văn hóa

Tại điểm tham quan, du khách có thể dùng thiết bị tương thích để xem mô hình phục dựng hoặc nội dung thuyết minh gắn với vị trí hiện vật. Khi di chuyển, họ quan sát nội dung từ các góc khác nhau và hiểu rõ hơn cấu trúc, bối cảnh của đối tượng.

Đơn vị quản lý cần chuẩn bị mô hình số, kiểm chứng nội dung phục dựng và thiết kế thao tác phù hợp với khách tham quan. Có thể đánh giá thử nghiệm qua tỷ lệ sử dụng, mức độ hoàn thành nội dung và phản hồi của du khách.

Du lịch và giới thiệu địa phương

Một ứng dụng AR có thể hiển thị thông tin tại vị trí điểm đến hoặc bổ sung chỉ dẫn trên góc nhìn camera. Giá trị nằm ở việc kết nối thông tin với nơi du khách đang đứng, giúp họ nhận biết và tìm hiểu địa điểm.

Trước khi triển khai, cần kiểm tra khả năng định vị, điều kiện ngoài trời và người chịu trách nhiệm cập nhật nội dung. Nếu nhu cầu chính là tham quan từ xa trên website, đơn vị nên cân nhắc VR360 Virtual Tour như một phương án phù hợp với mục tiêu đó.

Nội thất và giới thiệu sản phẩm

Khách hàng có thể đặt thử mô hình bàn, ghế hoặc thiết bị vào không gian thực để cân nhắc tỷ lệ và cách bố trí. Đội ngũ kinh doanh cũng có thêm công cụ minh họa khi tư vấn.

Trải nghiệm cần mô hình đúng tỷ lệ, dung lượng phù hợp và kiểm thử trên thiết bị mục tiêu. Hình ảnh AR hỗ trợ hình dung; các hạng mục cần lắp đặt chính xác vẫn phải được đo đạc thực tế. Doanh nghiệp có thể theo dõi lượt dùng tính năng, yêu cầu tư vấn và phản hồi về khả năng hiểu sản phẩm.

Đào tạo thao tác và quy trình

Hướng dẫn AR có thể gắn nội dung với vị trí bộ phận máy; mô phỏng VR có thể cho người học luyện trình tự thao tác trong môi trường ảo. Cách tiếp cận này đáng cân nhắc khi việc hình dung không gian hoặc thực hành trên thiết bị thật gặp khó khăn.

Nội dung phải được người phụ trách nghiệp vụ kiểm tra và cập nhật theo quy trình thực tế. Nên đánh giá kết quả bằng thời gian hoàn thành, lỗi thao tác và khả năng áp dụng sau đào tạo, thay vì chỉ dựa vào mức độ hứng thú với công nghệ.

5. Lợi ích và giới hạn khi triển khai

Spatial Computing có thể giúp người dùng hình dung kích thước, vị trí và quan hệ giữa các đối tượng rõ hơn. Nội dung được đặt đúng bối cảnh cũng có thể hỗ trợ giải thích sản phẩm hoặc hướng dẫn thao tác. Tuy nhiên, mức cải thiện cần được đo trong từng trường hợp.

Để đạt được giá trị đó, trước hết cần kiểm tra trải nghiệm trên thiết bị và tại môi trường sử dụng thực tế. Theo Google, thiếu sáng, ánh sáng quá mạnh, bề mặt kính hoặc bề mặt ít chi tiết có thể gây khó khăn cho nhận biết môi trường AR. Thao tác cũng cần phù hợp với người dùng mục tiêu, kèm cách xem thông tin thay thế khi thiết bị không hỗ trợ.

Chất lượng dữ liệu là yếu tố tiếp theo. Mô hình cần phục vụ đúng mục đích, bảo đảm tỷ lệ khi cần thiết và được cập nhật khi sản phẩm hoặc không gian thay đổi. Vì vậy, dự toán nên tính cả việc xây dựng dữ liệu, phát triển phần mềm, thiết bị, kiểm thử, hướng dẫn sử dụng và bảo trì. Một giải pháp chỉ có thể duy trì hiệu quả khi đơn vị triển khai có nguồn lực vận hành sau giai đoạn ra mắt.

Cùng với chi phí và nội dung, trách nhiệm quản lý dữ liệu cần được làm rõ từ đầu. Đơn vị triển khai nên xác định dữ liệu camera, vị trí hoặc chuyển động nào được xử lý, có được lưu hay không, ai được truy cập và thời gian lưu. Những yêu cầu này cần được đưa vào phạm vi giải pháp để đội ngũ vận hành có thể quản lý nhất quán.

Một trải nghiệm gây ấn tượng chưa đủ để chứng minh hiệu quả đầu tư. Công nghệ cần giúp người dùng hoàn thành một công việc hoặc hiểu một nội dung tốt hơn.

6. Nên bắt đầu ứng dụng từ đâu?

VR360 đề xuất bắt đầu từ một nhu cầu cụ thể: ai sẽ sử dụng, họ đang gặp khó khăn gì và yếu tố không gian giúp giải quyết khó khăn đó như thế nào. Nếu khách hàng khó hình dung kích thước sản phẩm trong phòng, tính năng đặt thử bằng AR có thể đáng cân nhắc. Nếu mục tiêu là tham quan địa điểm từ xa, một tour 360 trên website có thể phù hợp hơn.

Khi đã xác định được nhu cầu, đơn vị nên rà soát dữ liệu sẵn có, thiết bị của người dùng, môi trường triển khai và nhân sự phụ trách nội dung. Từ đó, chọn một nhóm sản phẩm, một khu trưng bày hoặc một quy trình để thử nghiệm. Phạm vi nhỏ giúp kiểm tra tính phù hợp và phát hiện những điểm cần điều chỉnh trước khi mở rộng.

Kết quả thử nghiệm cần được đối chiếu với cách làm hiện tại và mục tiêu ban đầu. Chẳng hạn, khách hàng có hiểu sản phẩm rõ hơn không, người học có giảm lỗi thao tác không, và đội ngũ phụ trách có cập nhật nội dung thuận tiện không? Phản hồi thực tế cùng chi phí duy trì sẽ là cơ sở để quyết định bước tiếp theo.

Với cơ quan nhà nước, cần làm rõ thêm trách nhiệm quản trị, cập nhật, bàn giao dữ liệu và khả năng khai thác sau khi dự án hoàn thành. Các nhóm giải pháp số cho xã, phường có thể là điểm tham khảo để xác định nhu cầu trước khi lựa chọn công nghệ.

7. Câu hỏi thường gặp

Spatial Computing có bắt buộc dùng kính chuyên dụng không?

Không. Một số trải nghiệm AR có thể hoạt động trên điện thoại hoặc máy tính bảng tương thích. Kính chuyên dụng phù hợp với những trải nghiệm cần cách hiển thị hoặc tương tác khác; lựa chọn thiết bị nên theo mục tiêu sử dụng.

Tour 360 có phải Spatial Computing không?

Một tour 360 thông thường cho phép xem ảnh toàn cảnh và chuyển giữa các điểm chụp. Chỉ những tính năng này chưa cho thấy hệ thống nhận biết không gian vật lý quanh người dùng. Tour 360 có thể là một phần của trải nghiệm số rộng hơn; cần xem tính năng cụ thể thay vì đồng nhất hai khái niệm.

Triển khai có nhất thiết phải làm trên quy mô lớn?

Không. Có thể bắt đầu từ một mô hình sản phẩm hoặc một điểm trải nghiệm. Chi phí phụ thuộc vào dữ liệu, tính năng, thiết bị và yêu cầu tích hợp, nên cần xác định phạm vi trước khi lập dự toán.

Lựa chọn công nghệ từ nhu cầu thực tế

Spatial Computing tạo thêm cách quan sát và tương tác với nội dung số trong không gian. Với doanh nghiệp và cơ quan nhà nước, giá trị nằm ở mức độ phù hợp với người dùng, dữ liệu và công việc cần giải quyết.

Nếu đơn vị đang cân nhắc số hóa không gian, giới thiệu sản phẩm hoặc xây dựng trải nghiệm tương tác, hãy trao đổi với VR360 về mục tiêu và dữ liệu hiện có để xác định phạm vi giải pháp phù hợp.

Nguồn tham khảo
Google ARCore — Overview of ARCore and supported development environments. Theo dõi chuyển động, nhận biết môi trường và ước lượng ánh sáng.
Google ARCore - Depth adds realism. Ước lượng độ sâu và sử dụng dữ liệu cảm biến.
Apple - Apple Vision Pro User Guide. Ví dụ thiết bị điện toán không gian và phương thức tương tác.
Google ARCore - Environment. Điều kiện môi trường ảnh hưởng đến trải nghiệm AR.