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Realidade Aumentada (RA)
Aline de Oliveira MachadoMárcio Cerqueira de Farias Macedo
INSTITUTO FEDERAL DEEDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIABAHIAAnálise e Desenvolvimento de Sistemas
Realidade Aumentada
• Enriquecer o ambiente real com objetos virtuais:
• combina objetos reais e virtuais no ambiente real;
• executa interativamente em tempo real;
• alinha objetos reais e virtuais entre si;
• aplica-se a todos os sentidos, incluindo audição, tato e força e cheiro.
VisãoComputacional
Visão Computacional
• Investiga as questões computacionais e algorítmicas associadas à aquisição, ao processamento e à compreensão de imagens;
• Composição:– Câmera;
– Lente óptica;
– Iluminação;
– Interface para aquisição de imagens (Frame Grabber);
– Software aplicativo para visão computacional;
– Microcomputador
– Software para inspeção automática.
Aspectos da RA• Renderização de alta qualidade do mundo
combinado;
• Calibração precisa, envolvendo o alinhamento dos objetos virtuais em posição;
• Orientação dentro do mundo real;
• Interação em tempo real entre objetos reais e virtuais;
• Recursos de realidade virtual - geração de imagens dos objetos virtuais e a interação em tempo real.
Realidade Virtual• Retratar e interagir com situações imaginárias
envolvendo objetos virtuais estáticos e em movimento;
• Reproduzir ambientes da vida real - entrar nesses ambientes e interagir com seus recursos de forma natural;
– usando luvas - gestos ou comandos de voz;– salas de aula e laboratórios de universidades virtuais;– realizar experimentos científicos;– entrar no banco virtual e manusear o terminal de atendimento
virtual;– conversar com o gerente, representado por um avatar.
Realidade Virtual
Realidade Aumentada X Realidade Virtual
• Dispositivos especiais para equipar os usuários com recursos multisensoriais.
• Rastreamento óptico, projeções e interações multimodais
• Prioriza as características de interação do usuário;
• Enfatiza a qualidade das imagens e a interação do usuário;
• Transfere o usuário para o ambiente virtual;
• Mantém o senso de presença do usuário no mundo real;
• Mundo virtual• Combina o mundo real com o mundo virtual;
Realidade Aumentada X Realidade Virtual
Aplicações• Móveis
– anotações virtuais em edifícios,
– mostrar/recuperar elementos inexistentes ou em ruínas (arqueologia),
– campos de batalha;
• Colaborativas– treinamento e montagem, ensino, jogos, comércio,
cirurgia;
• Comerciais– anúncios na TV, eventos culturais e esportivos,
associados a elementos reais da cena exibida.
TiposVisão Direta Visão Indireta
Olhos apontados diretamente para as posições reais com cena óptica ou por vídeo.
Mundo misturado em algum dispositivo, como monitor ou projetor, não alinhado com as posições reais.
Visão
Direção
Visão
Direção
Tipos
Visão Direta com Capacete HMD Visão Indireta – Espelho no Monitor
Componentes
• Hardware - dispositivos de entrada, displays, processadores e redes
• Software– Autoria - implementar objetos virtuais e integrá-los ao ambiente real
(pode usar elementos auxiliares para a captura de posições ou os próprios elementos do cenário real)
– tempo real - promover o rastreamento de objetos reais estáticos e móveis e ajustar os objetos virtuais no cenário, para pontos de vista fixos e em movimento
– permitir a interação do usuário com os objetos virtuais e a interação entre objetos reais e virtuais em tempo real
– ARToolKit, MRT, Studierstube, Tiles, APRIL, DART, MARS, AMIRE, MXRToolKit, LibTab, ARTAG, OSGART.
– VRML, X3D e OpenGL
ARtoolkit
• Biblioteca de software baseada nas linguagens C e C++
• Marcadores – técnicas de visão computacional para calcular a
posição da câmera real e sua orientação em relação aos marcadores, de forma a fazer com que o sistema possa sobrepor objetos virtuais sobre os marcadores
• Código aberto - possibilita alteração/ajustes para aplicações específicas.
ARtoolkit
Processamento
• Captura de vídeo e execução do rastreamento de objetos;
• Processamento do sistema de realidade virtual, incluindo leitura de dispositivos e simulação/animação;
• Calibração, misturando o real com o virtual;
• Renderização sensorial, envolvendo os aspectos visuais, auditivos e hápticos;
.
ProcessamentoVídeo da Câmera
Busca por marcadores
A imagem é conver-tida para binária
e o marcador pretoé identificado
Encontra a posição e a orientação do
marcador 3D
Posições e orientaçõesdos marcadores relativosà câmera são calculadas
Marcadores
Identifica os marcadores
O símbolo dentro do marcador é comparado com templatesna memória
Marcadores
ID's dos marcadores
Posiciona eorienta os
objetos
Usando Ti, transforma os objetos 3D para alinhá-los com os
marcadores
Posições e orientações dos
marcadores
Ti = {Pi, Ri}
Objetos virtuais
Renderiza osobjetos 3D no
quadro do vídeo
Objetos virtuais são renderizados
no quadro do vídeo
Vídeo de saída para o HMD do
usuário
Referencias Bibliográficas
• TORI, Romer, KIRNER, Claudio e SISCOUTO, Robson. Fundamentos e Tecnologia de Realidade Virtual e Aumentada. Belém: pré-simpósio – VIII symposium on Virtual Reality, 2006
• http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/• http://www.cabanacriacao.com/blog/archives/papervision3d-augmented-reality-
ligue-sua-webcam-e-curta-a-realidade-aumentada-pelo-flartoolkit-20/
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