การประมวลผลเชิงพื้นที่หมายถึง เทคนิค การโต้ตอบระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์แบบ 3 มิติที่ผู้ใช้รับรู้ว่าเกิดขึ้นในโลกแห่งความเป็นจริง ในและรอบๆ ร่างกายและสภาพแวดล้อมทางกายภาพ แทนที่จะถูกจำกัดและรับรู้ได้เพียงเบื้องหลังหน้าจอคอมพิวเตอร์หรือในโลกเสมือนจริงเท่านั้น แนวคิดนี้พลิกกลับแนวทางปฏิบัติที่มีมายาวนานในการสอนให้ผู้คนโต้ตอบกับคอมพิวเตอร์ในสภาพแวดล้อมดิจิทัลและสอนให้คอมพิวเตอร์เข้าใจและโต้ตอบกับผู้คนได้อย่างเป็นธรรมชาติมากขึ้นในโลกแห่งความเป็นจริง แนวคิดนี้ทับซ้อนและครอบคลุมถึงแนวคิดอื่นๆ รวมถึง ความ เป็นจริงขยาย ความเป็นจริงเสริมความเป็นจริงผสมอินเทอร์เฟซผู้ใช้แบบธรรมชาติการประมวลผลตามบริบท การประมวลผลทาง อารมณ์ และการประมวลผลแบบแพร่หลายการใช้ชื่อเรียกและการอภิปรายเกี่ยวกับเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องเหล่านี้ยังไม่แม่นยำ^{[ 1 ]}

อุปกรณ์ประมวลผลเชิงพื้นที่ประกอบด้วยเซ็นเซอร์ เช่นกล้องRGB กล้องวัดความลึกตัวติดตาม3 มิติหน่วยวัดความเฉื่อยหรือเครื่องมืออื่นๆ เพื่อตรวจจับและติดตามร่างกายมนุษย์ที่อยู่ใกล้เคียง (รวมถึงมือ แขน ตา ขา ปาก) ระหว่างการโต้ตอบปกติกับผู้คนและคอมพิวเตอร์ในพื้นที่ 3 มิติ^{[ 2 ]}นอกจากนี้ยังใช้คอมพิวเตอร์วิชั่นเพื่อพยายามทำความเข้าใจฉากในโลกแห่งความเป็นจริง เช่น ห้อง ถนน หรือร้านค้า เพื่ออ่านฉลาก จดจำวัตถุ สร้างแผนที่ 3 มิติ และอื่นๆ บ่อยครั้งที่พวกเขายังใช้ความเป็นจริงแบบขยายและความเป็นจริงแบบผสมเพื่อซ้อนภาพกราฟิก 3 มิติเสมือนจริงและเสียง 3 มิติเสมือนจริงลงบนระบบการมองเห็นและการได้ยินของมนุษย์ เพื่อเป็นวิธีในการให้ข้อมูลที่เป็นธรรมชาติและมีบริบทมากกว่าหน้าจอ 2 มิติแบบดั้งเดิม

โดยทั่วไปแล้ว การประมวลผลเชิงพื้นที่มักหมายถึงอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล เช่น ชุดหูฟังและหูฟัง แต่ปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์อื่นๆ ที่ใช้ประโยชน์จากการกำหนดตำแหน่งเชิงพื้นที่แบบเรียลไทม์สำหรับการแสดงผล เช่น การฉายภาพแบบ Projection Mappingหรือ การแสดง สภาพแวดล้อมเสมือนจริงอัตโนมัติในถ้ำก็สามารถพิจารณาว่าเป็นการประมวลผลเชิงพื้นที่ได้เช่นกัน หากใช้ประโยชน์จากการป้อนข้อมูลจากมนุษย์ไปยังผู้เข้าร่วม

คำว่า "การคำนวณเชิงพื้นที่" ดูเหมือนจะมีต้นกำเนิดในสาขาGISประมาณปี 1985 ^{[ 3 ]}หรือก่อนหน้านั้น เพื่ออธิบายการคำนวณข้อมูลเชิงพื้นที่ขนาดใหญ่ ตัวอย่างแรกๆ ของการคำนวณเชิงพื้นที่ใน GIS ได้แก่ArcInfoและเวอร์ชันต่างๆ ซึ่งเปิดตัวครั้งแรกในปี 1981 ^{[ 4 ]}ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ ArcGIS พร้อมกับ ArcEditor ซึ่งร่วมกันให้การทำแผนที่ การวิเคราะห์ การแก้ไข และการประมวลผลทางภูมิศาสตร์สำหรับฐานข้อมูลทางภูมิศาสตร์^{[ 5 ]}สิ่งนี้มีความเกี่ยวข้องกับการใช้งานในปัจจุบันอยู่บ้าง แต่ในระดับทวีป เมือง และย่านต่างๆ^{[ 6 ]}การคำนวณเชิงพื้นที่สมัยใหม่มุ่งเน้นไปที่ระดับการปฏิสัมพันธ์ของมนุษย์มากขึ้น ประมาณขนาดห้องนั่งเล่นหรือเล็กกว่านั้น แต่โดยรวมแล้วไม่ได้จำกัดอยู่แค่ระดับนั้น

ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 ขณะที่สาขาความเป็นจริงเสมือนเริ่มมีการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์นอกเหนือจากห้องปฏิบัติการทางวิชาการและทางทหาร บริษัทสตาร์ทอัพชื่อWorldesignในซีแอตเทิลได้ใช้คำว่าSpatial Computing ^{[ 7 ]}เพื่ออธิบายปฏิสัมพันธ์ระหว่างบุคคลกับพื้นที่ 3 มิติ โดยทำงานที่ปลายด้านมนุษย์มากกว่าตัวอย่าง GIS ก่อนหน้านี้ที่อาจเคยพิจารณา บริษัทได้สร้าง สภาพแวดล้อมคล้าย CAVEที่เรียกว่า Virtual Environment Theater ซึ่งประสบการณ์ 3 มิติเป็นการบินเสมือนจริงเหนือที่ราบกีซาราว 3000 ปีก่อนคริสตกาล โรเบิร์ต เจคอบสัน ซีอีโอของ Worldesign ระบุว่าที่มาของคำนี้มาจากการทดลองที่ Human Interface Technology Lab ที่มหาวิทยาลัยวอชิงตัน ภายใต้การกำกับดูแลของโทมัส เอ. เฟอร์เนส ที่ 3เจคอบสันเป็นผู้ร่วมก่อตั้งห้องปฏิบัติการนั้นก่อนที่จะแยกตัวออกมาก่อตั้งบริษัทสตาร์ทอัพ VR ในยุคแรกนี้

ในปี พ.ศ. 2540 สิ่งพิมพ์ทางวิชาการโดย T. Caelli, Peng Lam และ H. Bunke ที่ชื่อว่า"Spatial Computing: Issues in Vision, Multimedia and Visualization Technologies"ได้นำเสนอคำนี้ในวงกว้างมากขึ้นสำหรับกลุ่มผู้สนใจทางวิชาการ^{[ 8 ]}โดยมุ่งเน้นที่หัวข้อต่างๆ เช่น การประมวลผลภาพ การนำทาง แบบคำนวณตำแหน่งโดยประมาณการจดจำวัตถุ และการแสดงภาพข้อมูลเชิงพื้นที่

คำว่า "การประมวลผลเชิงพื้นที่" เฉพาะเจาะจงนี้ได้รับการอ้างอิงอีกครั้งในปี 2546 โดย Simon Greenwold ^{[ 9 ]}ว่าเป็น "ปฏิสัมพันธ์ของมนุษย์กับเครื่องจักรซึ่งเครื่องจักรจะเก็บรักษาและจัดการการอ้างอิงถึงวัตถุและพื้นที่จริง" John Underkoffler ศิษย์เก่าของ MIT Media Lab ได้กล่าวสุนทรพจน์ในงาน TED ในปี 2553 ^{[ 10 ]}โดยสาธิตระบบการประมวลผลเชิงพื้นที่แบบหลายหน้าจอและหลายผู้ใช้ที่กำลังพัฒนาโดย Oblong Industries ซึ่งมุ่งหวังที่จะทำให้ส่วนต่อประสานแห่งอนาคตที่ Underkoffler จินตนาการไว้ในภาพยนตร์เรื่องMinority Reportและ Iron Man เป็นจริงขึ้นมา

Google Earth ซึ่งเปิดตัวครั้งแรกโดย Keyhole Inc. ในปี 2544 และเปิดตัวอีกครั้งโดย Google ในปี 2548 ถือได้ว่าเป็น GIS ที่มีประสิทธิภาพและมีเครื่องมือและความสามารถเชิงพื้นที่ขั้นสูง^{[ 11 ]}

ในปี 2019 Microsoft HoloLensได้เผยแพร่วิดีโอที่สรุปความร่วมมือระหว่าง Airbus กับ Microsoft Azure เพื่อใช้บริการความเป็นจริงผสมของ Microsoft Azure ในการปรับปรุงกระบวนการออกแบบเครื่องบินให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น รวมถึงลดข้อผิดพลาดในการพัฒนา^{[ 12 ]} Airbus ใช้ HoloLens 2 เพื่อจุดประสงค์นี้ และรองประธานบริหารฝ่ายวิศวกรรมกล่าวว่าขั้นตอนการตรวจสอบความถูกต้องของกระบวนการออกแบบของพวกเขานั้น "เร็วขึ้นอย่างมากถึง 80 เปอร์เซ็นต์" และ "เชื่อมั่นอย่างยิ่ง" ว่าสามารถปรับปรุงงานอุตสาหกรรมได้มากถึง 30% ด้วย HoloLens 2 ในระหว่างวิดีโอการนำเสนอ Airbus อ้างถึงความสมบูรณ์ของบริการ Microsoft Azure ว่าเป็น "กุญแจสำคัญ" สำหรับการใช้งาน HoloLens 2 ของพวกเขา

นอกจากนี้ ในปี 2019 กองทัพสหรัฐฯ ได้ร่วมมือกับ Microsoft เพื่อผลิตระบบเสริมภาพแบบบูรณาการ (IVAS) ที่ใช้ HoloLens เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพให้กับทหารราบ โดยมอบความสามารถต่างๆ ให้แก่ทหาร รวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียงการใช้ภาพโฮโลแกรมในการฝึก การฉายแผนที่ 3 มิติลงในวิสัยทัศน์ของพวกเขา และการมองทะลุควันและมุมต่างๆ^{[ 13 ]} Microsoft ได้รับข้อมูลป้อนกลับหลายหมื่นชั่วโมงสำหรับระบบของพวกเขาภายในปี 2021 จ่าสิบเอก Marc Krugh ในขณะนั้นอ้างว่าความร่วมมือของ Microsoft ทำให้กองทัพต้องคิดทบทวนกลยุทธ์การปฏิบัติการของทหารบางส่วนใหม่

Appleประกาศ เปิดตัว Apple Vision Proซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ Apple ทำการตลาดในชื่อ "คอมพิวเตอร์เชิงพื้นที่" เมื่อวันที่ 5 มิถุนายน 2023 โดยมีคุณสมบัติหลายอย่าง เช่นระบบเสียงเชิงพื้นที่ (Spatial Audio ) จอแสดงผล micro- OLED 4K สอง จอ ชิป Apple R1และระบบติดตามดวงตา และวางจำหน่ายในสหรัฐอเมริกาเมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ 2024 ^{[ 14 ]}ในการประกาศเปิดตัวแพลตฟอร์ม Apple ได้อ้างถึงประวัติศาสตร์ในการทำให้ส่วนติดต่อผู้ใช้แบบกราฟิก 2 มิติเป็นที่นิยม ซึ่งเข้ามาแทนที่กลไกส่วนติดต่อระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์แบบเดิม เช่น บรรทัดคำสั่ง Apple เสนอแนะให้การนำคอมพิวเตอร์เชิงพื้นที่มาใช้เป็นอุปกรณ์โต้ตอบประเภทใหม่ ซึ่งมีความสำคัญในระดับเดียวกับการนำ GUI 2 มิติมาใช้

Apple Vision Pro ทำงานบนระบบปฏิบัติการใหม่ที่เรียกว่าvisionOSซึ่งผสานรวมการติดตามดวงตา การจดจำท่าทาง และการป้อนข้อมูลด้วยเสียง เพื่อให้สามารถโต้ตอบได้อย่างสมจริงโดยไม่ต้องใช้ตัวควบคุมทางกายภาพ แพลตฟอร์มนี้มุ่งเน้นไปที่การทำงาน การบันเทิง การทำงานร่วมกัน และการใช้งานในองค์กร

Magic Leapเคยใช้คำว่า “การประมวลผลเชิงพื้นที่” เพื่ออธิบายอุปกรณ์ของตนเองมาก่อนแล้ว ชุดหูฟังรุ่นแรกของพวกเขาคือ Magic Leap 1 ซึ่งวางจำหน่ายเมื่อวันที่ 8 สิงหาคม 2561 ^{[ 15 ]}

เทคโนโลยีของ Magic Leap ช่วยให้สามารถแสดงเนื้อหาลงบนโลกแห่งความเป็นจริงได้ โดยใช้จอแสดงผลแบบสวมศีรษะที่มองทะลุได้ซึ่งจะฉายภาพโลกเสมือนจริงซ้อนทับลงบนขอบเขตการมองเห็นของผู้ใช้ これにより ทำให้ผู้ใช้สามารถรับรู้โลกทางกายภาพและโลกดิจิทัลไปพร้อมๆ กันได้

เมื่อวันที่ 24 กุมภาพันธ์ 2019 ไมโครซอฟต์ได้เปิดตัวHoloLens 2ซึ่งรวมถึงเครื่องมือความเป็นจริงผสมและสามารถสร้างโฮโลแกรมที่โต้ตอบและจัดการได้ในพื้นที่ 3 มิติ^{[ 16 ]}โฮโลแกรมดังกล่าวอาจเกี่ยวข้องกับวัตถุทางกายภาพหรือเป็นอิสระและลอยตัวอย่างสมบูรณ์ บริการคลาวด์ Azure Spatial Anchors เปิดตัวพร้อมกัน ซึ่งทำให้โฮโลแกรมมีความสามารถในการคงอยู่ได้ข้ามเวลาและอุปกรณ์ของบุคคลจำนวนมาก

Meta Quest 3ชุดหูฟังเกมมิ่งแบบผสมผสานความเป็นจริงที่มีระบบเสียงรอบทิศทาง กล้องสีสองตัว และความสามารถในการโต้ตอบกับตัวละครเสมือนจริง วางจำหน่ายเมื่อวันที่ 9 ตุลาคม 2023 ในราคาที่ถูกกว่า Apple Vision Pro อย่างเห็นได้ชัด แต่มีความสามารถที่ลดลง^{[ 17 ] [ 18 ]}

แว่นตา Spectacles (ผลิตภัณฑ์)เป็นแว่นตาเทคโนโลยีความจริงเสริม (AR) ที่พัฒนาโดยบริษัท Snap Inc. รุ่นล่าสุดมีจอแสดงผลสามมิติ 46 องศา ปรับความเข้มของสีได้ และใช้โปรเซสเซอร์ Snapdragon

แว่นตาเหล่านี้ช่วยให้ผู้ใช้สามารถโต้ตอบกับประสบการณ์เสมือนจริงที่หลากหลาย ซึ่งออกแบบมาเพื่อการศึกษา ความบันเทิง และการใช้งานต่างๆ

ปัจจุบัน อุปกรณ์นี้อยู่ในมือของนักพัฒนาและผู้สร้างสรรค์ที่ได้รับการคัดเลือก ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบนิเวศ AR เชิงทดลองที่มุ่งเน้นความคิดสร้างสรรค์ การสำรวจกรณีการใช้งาน และการแสดงออก

• อินเทอร์เฟซระหว่างสมองและคอมพิวเตอร์  – การเชื่อมต่อระหว่างสมองและคอมพิวเตอร์
• ไซเบอร์สเปซ  – แนวคิดที่อธิบายถึงเทคโนโลยีดิจิทัลที่แพร่หลายและเชื่อมโยงถึงกัน
• Eclipsa Audio - รูปแบบเสียงเชิงพื้นที่แบบโอเพนซอร์ส
• OpenXR  – มาตรฐานสำหรับการเข้าถึงแพลตฟอร์มและอุปกรณ์เสมือนจริงและเทคโนโลยีความจริงเสริม
• ทรานส์ฮิวแมนิสม์  – ขบวนการทางปรัชญา
• ชุมชนเสมือนจริง  – ชุมชนเสมือนจริงที่ดำรงอยู่บนโลกออนไลน์หน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
• โลกเสมือนจริง  – สภาพแวดล้อมจำลองขนาดใหญ่ที่สามารถโต้ตอบได้ด้วยคอมพิวเตอร์
• WebXR  – API JavaScript ทดลองสำหรับอุปกรณ์ความจริงเสริม/ความจริงเสมือน
• Wirehead  – แนวคิดในนิยายหรือการประยุกต์ใช้ในอนาคต