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© Copyright MKZ 1999.1 PEE 5787 - Realidade Virtual 1

PEE-5787 - Realidade VirtualPEE-5787 - Realidade Virtual

Marcelo Knörich Zuffo

2a Aula


SumárioSumário

Perspectiva Histórica: • The SketchPad 1962• Sensorama 1966• The Ultimate Display 1967,• Trabalhos no MIT 1970.• Nasa 1980.


SumárioSumário

Aplicações Atuais:• Engenharia• Medicina• Previsão Meteorológica• Simulação de Vôo• Simulação Espacial• Entretenimento.


SensoramaSensorama


ConceitosConceitos

• O Termo Realidade Virtual (VR) Refere-se ao uso de dispositivos de apresentação 3D e o uso de dispositivos de interação para a exploração em tempo real de ambientes gerados por computador.

• É um campo que tem apresentado grande expectativa e excitação, apesar dos progressos serem relativamente pequenos.


ConceitosConceitos

• Enquanto a visão geral da Realidade Virtual estabelece ambientes imersivos em 3D e interativos, poucas aplicações praticas ultrapassaram as fronteiras dos laboratórios de pesquisa.


Tecnologias Componentes da VRTecnologias Componentes da VR

• Dispositivos de Apresentação Visual• Sistemas de Rastreamento de Posição• Dispositivos de Entrada• Sistemas de som• Dispositivos Haptic• Sistemas de computação e computação gráfica


Dispositivos de Apresentação Dispositivos de Apresentação VisualVisual

• São Dispositivos que apresentam ao olhos do usuário uma visão do mundo 3D gerado pelo computador.

• O grau de imersão de um sistema de RV é extremamente dependente do dispositivo de apresentação visual.

• Não deve ser confundido com o sistema de geração das imagens.


CategoriasCategorias

A maioria dos sistemas apresenta a possibilidade de uma visão larga e esteroscópica do mundo virtual, normalmente acoplados a um sistema de rastreamento de posição.

• Desktop displays• Head-mounted displays• Head-coupled displays• Projection-based displays


Desktop displaysDesktop displays



• Vantagens– Custo, flexibilidade e facilidade de

implementação– Alta resolução 1600x1200– Familiar ao usuário– compartilhamento por vários usuários.

– Ex. Crystal Eyes



• Desvantagens– Baixo grau de imersão– Falta de visão lateral– baixo campo de movimentação– violação de campo estereoscópico


Head-mounted displaysHead-mounted displays

• Par de telas um para cada olho:– LCDs (Liquid Cristal Displays) (baixa

resolução, brilho e contraste)– CRTs (Cathode Ray tubes)



• Vantagens– Campo largo de visão– Sentido de imersão– Custo relativamente baixo



• Desvantagens– Sistema invasivo (pode restringir

movimentos)– Distorções– Peso– Isolamento do mundo real– Necessidade de modelamento do mundo real

(ex. Mão)– Dificuldade de compartilhamento– Dificuldade de manipular objetos reais


Head-coupled displaysHead-coupled displays

Par de binóculos montado através de um braço articulado



Par de binóculos montado através de um braço articulado

• Vantagens:– Resolução (normalmente CRTs são

utilizados).– Leve– rastramento de maior precisão sem atrasos

(lags)



• Desvantagens:– Movimentação limitada do usuário– Inércia– Baixa sensação de imersão


Projection-based displaysProjection-based displays

Sistemas de projeção estéreo: cinema 180o

– ex: CAVE, Virtual Portal



• Vantagens– Alta resolução– grande campo de visão (FOV Field Of View)– Sistema não invasivo– Fácil compartilhamento– Não isolamento do mundo real– Não há a necessidade de recriar objetos

reais



• Desvantagens– Espaço de set-up– violação de oclusão– requer calibração de precisão dos

projetores– requer calibração precisa das bordas– requer sistemas sofisticados de HW e

SW para sincronização das imagens– requer maior número de máquinas

gráficas


Sistemas de RastreamentoSistemas de Rastreamento

• Sistemas de Rastreamento de Posição

),,( ZYXP

),,( DzDyDxV



• Aspectos Importantes– Latência– Graus de Liberdade– Invasivos x Não Invasivos (Transparência)



• Tipos– Eletromagnéticos– Ópticos– Mecânicos– Acústicos– Inérciais

• giroscópios, conservação do momento Angular)• Acelerômetros


Dispositivos de EntradaDispositivos de Entrada

• Tipos de Experiências em RV– Passivas– Exploratórias– Interativas

• Dispositivos– Data Glove (luva de dados)– Pinch Gloves (luva de contato)– Joysticks 3D– Reconhecimento de Voz


Dispositivos de EntradaDispositivos de Entrada


Dispositivos HapticDispositivos Haptic

• Oferecem sentido de tato:– pressão– textura– elastidade– rugosidade– forma– peso

• Dispositivos de Entrada/Saída – Posição– Força


Dispositivos HapticDispositivos Haptic


Dispositivos GráficosDispositivos Gráficos

• PCs com placas gráficas• Estações de trabalho mono-processadoras• Estações de trabalho multiprocessadoras• Estações Gráficas com múltiplas placas

gráficas• Estações Gráficas conectadas a

supercomputadores

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