Virtual Reality: An Introduction
-
Upload
elliando-dias -
Category
Technology
-
view
2.630 -
download
0
description
Transcript of Virtual Reality: An Introduction
Virtual Reality: An Introduction
Rodrigo Luis de Souza da Silva
LNCC/MCT - UFRJ/COPPE - UNESA
Contents� What is Virtual Reality� Types of VR� VR Devices� VR Applications� LNCC Projects
What is Virtual Reality� “Virtual Reality is a way for humans to
visualize, manipulate and interact withcomputers and extremely complexdata”In “The Silicon Mirage: The Art and Science of Virtual Reality” (SteveAukstakalnis & David Blatner)
Types of VR� Immersive
� (mouse, keyboard, screen, microphone etc)
� Non-immersive� (HMD, Dataglove, 3D Mouse etc)
VR Devices� HMD (Head Mounted Display)
VR Devices� Shutter Glasses
VR Devices� Data Glove and 3D Joystick
VR Devices� Immersa Desk
VR Devices� Cave & Infinity Wall
Applications� Building Sector
Applications� Medicine
Applications� Arts
Applications� Government
Applications� Training
Applications� Engineering
Applications� Scientific Data
Applications� Distribuited
Conferencing & Virtual Meeting
Applications� Distributed Engineering
LNCC Projects� Scientific Visualization� Low-cost Collaboration through CAVE� VR applied in Hemodynamics
Realidade AumentadaIntrodução
Rodrigo Luis de Souza da Silva
LNCC/MCT - UFRJ/COPPE - UNESA
Tópicos da Apresentação� O que é Realidade Aumentada� Motivação� Componentes� Display Technologies� Problemas� AR vs. VE� Bibliotecas� ARToolKit� Onde melhorar...� Bibliografia
O que é Realidade Aumentada
� Variação da Realidade Virtual Convencional
� Combina objetos do mundo real com objetos do mundo virtual
O que é Realidade Aumentada
� Interatividade em tempo real
� Meio termo entre telepresença e ambientes colaborativos
� 3D - Registration
Motivação
� Amplia a percepção do usuário
� Habilidade de mostrar ao usuário informaçõesque não estão presentes realmente
� Auxilia usuários a realizar tarefas reais
Principais componentes de um sistema de Realidade Aumentada� Gerador de cena� Sistema de Tracking� Display
Display technologieso Optical–See-Trougho Video-See-Trougho Monitor-Based ARo Projector-Based AR
Display technologiesHead-Mounted Display - Optical-See-Trough
Display technologiesVirtual Retinal Systems - Optical-See-Trough
Display technologiesHead-Mounted Display - Video-See-Trough
Optical see-through vs. Video see-through
� Vantagens do Optical see-through�Simplicidade (um stream e sem distorções)�Resolução (não altera mundo real)�Segurança (falha no sistema)�Ausência de offset (eye-position)
Optical see-through vs. Video see-through
� Vantagens do Video see-through�Estratégias de composição mais fáceis�Campo de visão (distorções a distância)�Tratamento de delays facilitado�Mais possibilidades de registro (3D)�Controle do brilho e contraste facilitado
Display technologiesMonitor-based
Projector Based ARDisplay technologies
AR vs. VE
� Gerador da cena
� Display
� Dispositivos de Tracking (Registration)
Problemas da Realidade Aumentada
� Foco e contraste
� Portabilidade
� Registration
Registration Problem� Distorção da câmera� Erros de Tracking� Parâmetros incorretos de visão (Calibração da
câmera)� Erros dinâmicos
Bibliotecas� ARToolkit� Intel OpenCV� Intel IPL� Studierstube
ARToolKit� Biblioteca pública
(Código Aberto)
� Capacidade de calcular posicionamento e orientação da câmera
� Objetos virtuais são projetados sobre os marcadores
ARToolkit – Como funciona?1. Captura de vídeo pela câmera2. Software procura por formas “quadradas” em cada frame3. Se o quadrado for encontrado, software calcula matematicamente
a posição da câmera em relação ao mesmo4. Uma vez encontrada a posição da câmera, um modelo gráfico é
renderizado na posição equivalente5. Por estar sendo renderizado sobre o vídeo, temos a impressão
do objeto estar sobre o marcador6. Após calculada, a saída é gerada no display do usuário.
ARToolkit
ARToolKit - Examples
ARToolKit - Examples
ARToolKit - Examples
ARToolKit - Examples
ARToolKit - Examples
Onde pode melhorar...
� Abordagens Híbridas� Sistemas em tempo real� Portabilidade� Custo
Bibliografia� AZUMA, R. T. A Survey of Augmented Reality. Presence: Teleoperators and Virtual
Environments 6, 4 (August 1997), 355 - 385. Earlier version appeared in CourseNotes #9: Developing Advanced Virtual Reality Applications, ACM SIGGRAPH (LosAngeles, CA, 6-11 August 1995), 20-1 to 20-38.
� TUCERYAN, M. et al. Calibration Requirements and Procedures for a Monitor-BasedAugmented Reality System (1995). IEEE Transactions on Visualization andComputer Graphics.
� RASKAR, R. LOW, K. Interacting with Spatially Augmented Reality. ACM Afrigraph, 2001.
� SCHWANN, G. Physically Based Animation in an Augmented Reality Environment. CESCG, 2001.