Download - ARToolkit
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ARToolkit
Ademir José de Carvalho Junior
Danilo Cavalcanti Torres David Lucena Aragão
Ronaldo Ribeiro Marques
{ajcj,dct,dllaa,rrm}@cin.ufpe.br
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Roteiro
Realidade Aumentada ARToolkit
Funcionamento Framework Limitações Trabalhos
Conclusões
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RealidadeAumentada
Área da computação que trabalha com a combinação do mundo real com elementos virtuais gerados por computador.
Mundo real é “aumentado” com a adição de objetos virtuais.
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RealidadeAumentada
Aplicações de RA: Saúde: Cirurgias médicas aumentadas Militar: Informações extras sobre o ambinete
podem ser visualizadas pelo soldado em tempo real.
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RealidadeAumentada
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ARToolkit
Biblioteca para construção de aplicações de Realidade Aumentada
Promove alto nível de abstração, permitindo desenvolvedor focar no objetivo da aplicação
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ARToolkit
Primeiramente desenvolvido pelo Dr. Hirokazu Kato da universidade de Osaka, Japão.
Hoje é mantido pelo HITLab(Human Interface Technology Laboratory) na universidade Washington e pelo HITLab NZ na universidade de Catembury, Nova Zelândia
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ARToolkit
• Escrita em C/C++• Open-Source• Multi-Plataforma(SGI IRIX, PC Linux, Mac OS X, e PC Windows (95/98/NT/2000/XP))• Produz aplicações de tempo real• Utiliza algoritmos de Visão Computacional
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ARToolkit
Desafio: Rastreamento exato da
visão do usuário em tempo real para alinhar objetos virtuais com os reais
Cálculo da posição e orientação da câmera
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ARToolkitFuncionamento
Captura da imagem de entrada Sequência de imagens da câmera de video
Busca pelos marcadores As imagens capturadas são convertidas para
uma imagem binária para a identificação de padrões (quadrados pretos)
Cálculo da posição/orientação da câmera Relativas aos quadrados pretos
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ARToolkitFuncionamento
Identificação de marcadores Verifica se o símbolo dos marcador casa com
algum padrão na memória. Inserção de imagens virtuais
Usando transformações 3D, a imagem é orientada e posicionada para ser posta no marcador.
Renderização da imagem final A imagem é renderizada em cima do marcador
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ARToolkitFuncionamento
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API C/C++ Conjunto de funções predefinidas Portabilidade sem perda de eficiência:
OpenGL GLUT Standard API Biblioteca de Vídeo (Dependente de Hardware)
ARToolkitFramework
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Arquitetura:
ARToolkitFramework
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Estrutura interna: AR Module: módulo principal com rotinas de
rastreamento de marcadores e calibração. Video Module: conjunto de rotinas que
encapsulam a captura de frames de vídeo padrão
Gsub Module: conjunto de rotinas gráficas baseadas nas bibliotecas OpenGL e GLUT
ARToolkitFramework
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Estrutura interna:
ARToolkitFramework
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Gsub_Lite Module: substitui o Gsub Module com rotinas gráficas mais eficientes e independentes do sistema de janelas
ARToolkitFramework
Gsub Module... Deprecated!
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Metáfora de pipeline: Video -> Tracking -> Display Permite fácil troca de módulos
ARToolkitFramework
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ARToolkitFramework
Inicialização Inicializa a captura de video, lê os
marcadores e os parametros de câmera Loop principal
Recebe os frames de entrada Detecta e reconhece os marcadores dos
frames Calcula as transformações de câmera em
relação aos marcadores
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ARToolkitFramework
Loop principal (cont.) Desenha os objetos
virtuais nos marcadores Finalização
Encerra a captura dos frames
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Funcionalidades principais: Biblioteca multiplataforma Biblioteca de video multiplataforma Routina simples de calibração Suporte à Biblioteca Gáfica GLUT Renderização ágil em OpenGL Suporte a 3D VRML API modularizada em C; suporte à JAVA e
Matlab
ARToolkitFramework
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Marcadores devem estar sempre e totalmente a mostra, limitando o tamanho e o movimento dos objetos virtuais
Orientação do marcador relativa a câmera Quanto mais horizontal o marcador, menos
visível é o centro da imagem.
ARToolkitLimitações
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Condições de iluminação Deve-se evitar reflexões da luz no marcador
Complexidade do marcador Figuras simples e não simétricas
ARToolkitLimitações
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Projetos que o utilizam: The Black Magic kiosk: Um livro “virtual” AR Groove: interface musical 3D-Live: interface de colaboração
Publicações
ARToolkitTrabalhos
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Conclusões
Desenvolvimento rápido de aplicações de Realidade Aumentada
O alto nível de abstração permite que o programador se preocupe mais com o foco da aplicação
Permite modificações e extensões(Open-Source)
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Referências
Site do ARToolkit http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/
Realidade Aumentada – Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Augmented_reality
Disciplina de Introdução à Multimídia http://www.cin.ufpe.br/~if687
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Dúvidas
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Abrir o Virtual Camera Carregar SingleFrame
Abrir o Visual Studio.NET Abrir o projeto do ARToolkit Compilar Rodar o simpleTestd (...\bin) Rodar o exviewd(...\bin)
Exercícios
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Exercícios
Exercício 1 Explique os passos de funcionamento do
ARToolkit, inclusive do ponto de vista de uma aplicação.
Exercício 2 Altere o exemplo simpleTest para que a
aplicação passe a reconhecer os marcadores Hiro e Kanji ao mesmo tempo, exibindo um cone e um cubo respectivamente.
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ARToolkit
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Danilo Cavalcanti Torres David Lucena Aragão
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