Realidad aumentada. Taller de Sistemes Interactius Prof. Sergi Jordà, Universitat Pompeu Fabra. 07/01/2006 Realidad aumentada 1

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07/01/2006 Realidad aumentada 1

Realidad aumentada

Taller de Sistemes Interactius 2003-2004

Prof. Sergi Jordà, Universitat Pompeu Fabra

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Introducci

ó

n a la realidad aumentada

l Definición: conjunto de dispositivos que potencian las capacidades de nuestros sentidos: una lupa, un

microscopio, aparato para sordos...

l Nos centramos en dispositivos que

sobreimprimen objetos

virtuales sobre la realidad,en tiempo real.

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Introducci

ó

n a la realidad aumentada

l La realidad virtual es una tecnología que sobreimprime información virtual sobre la visión real del usuario.

l Las posibles aplicaciones tienen cabida en numerosos campos:

- Medicina. - Militar.

- Juegos y entretenimientos.

l Los requerimientos técnicos son muy exigentes, es necesario construir objetos muy reales y tener una apreciación muy precisa de la realidad.

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Realidad aumentada

& Realidad virtual

l Ambas tecnologías están muy relacionadas, pero albergan diferencias:

-La realidad virtual permite la inmersión del usuario en un mundo artificial que sustituye completamente al mundo real del usuario. -La realidad aumentada mantiene el mundo real del usuario

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F

uncionamiento b

á

sico

l Los detalles fundamentales de esta tecnología son:

- Seguimiento muy preciso de la posición y movimiento del usuario.

- Precisar una adecuada fusión entre imágenes reales y objetos virtuales.

l A nivel conceptual se distinguen dos dispositivos de entrada, para las componentes reales y virtuales respectivamente.

l Un bloque en el que se mezclarán las imágenes virtuales y las reales

l Un dispositivo de salida por donde se mostrará el resultado al usuario.

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Funcionamiento b

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Arquitecturas m

á

s comunes

l Existen tres arquitecturas para implementar la realidad aumentada:

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Arquitecturas

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Arquitecturas

l Visión a través de un dispositivo de realidad a través de una lente

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Ventajas y desventajas de las

arquitecturas

l Desventajas:

– En los dos primeros modelos existe un retraso.

– En el tercer modelo no existe una cámara que enfoca la realidad

l Ventajas:

– En los dos primeros modelos la videocámara que enfoca la realidad aporta información extra

– En el tercer modelo la fusión de la imágenes se realiza sobre la lente, esto significa mínimos retrasos.

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Tecnolog

í

as

l La posición del usuario es muy importante en la generación de objetos virtuales.

l Para resolver el problema de la ubicación se usan sensores magnéticos.

l Estos sensores albergan ciertas problemáticas

- Reciben interferencias de objetos metálicos.

- Tienen un retardo considerable que causa estragos en tecnologías de tiempo real.

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Aplicaciones

l

Militar

l

Médica

l

Lúdica

l

Arqueológica

l

Pedagógica

l

Urbanística

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Aplicaci

ó

_ó

n Militar

_{n Militar}

l

Head Up Displays

–

Aplicación para los aviones de combate

–

Sobre una pieza de vidrio transparente se proyecta toda

la información necesaria para el piloto, que se

superpone sobre la vista hacia el exterior

–

Ello permite seguir simultáneamente lo que ocurre en el

exterior del avión y tener a mano todos los datos de la

aviónica sin desviar la mirada

–

Uno de los primeros aviones con este dispositivo fue el

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Aplicaci

ó

_ó

n Militar

_{n Militar}

Dispositivo de realidad aumentada

sobre display de vidrio

Avión de la década de

los 60’s TSR.2

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Aplicaci

ó

_ó

n Militar

_{n Militar}

l

BWC (body wearable computer)

–

Puede tener controlada en todo momento la

posición de sus compañeros, consultar mapas

del terreno, calcular y adjudicarse objetivos,

recibir órdenes precisas, ...

–

No ocupa espacio ya que va incorporado a la

ropa o el cuerpo

PARA MÁS INFORMACIÓN...

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Aplicaci

ó

_ó

n M

_{n M}

é

_é

dica

_dica

l

Cirugía

–

Superpone en tiempo real la

reconstrucción 3D de las estructuras

internas del paciente sobre la imagen

de vídeo del mismo

–

Supone reducción de costes (entre 1000

y 5000 dólares) y reducción en el

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Aplicaci

ó

_ó

n M

_{n M}

é

_é

dica

_dica

l

Esta técnica ya ha sido utilizada en el Hospital

“

Brighan and Women’s

” para más de 200 casos

neuroquirúrgicos, y hoy en día se está utilizando

rutinariamente para 1-2 casos por semana

l

Metodología

–

I) Construcción del modelo 3D (escáner).

–

II) Registro de la superficie de la piel del paciente.

–

III) Visualización en el display del resultado las

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Aplicaci

ó

_ó

n M

_{n M}

é

_é

dica

_dica

(19)

Aplicaci

ó

_ó

n Arqueol

_{n Arqueol}

ó

_ó

gica

_gica

l

Prototipo de visita al yacimiento

arqueológico de Vilars

–

Se trata de una visita guiada mediante

una tableta (mini PC con pantalla TFT

que permite la interacción mediante un

puntero )

–

En esta visita se puede interactuar con

el terreno (zoom, posicionamiento,...)

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Aplicaci

ó

_ó

n Arqueol

_{n Arqueol}

ó

_ó

gica

_gica

l

En primer lugar al visitante se le suministra el

dispositivo y este selecciona un idioma y una

opción de visita (diferentes grados noveles,...)

l

La aplicación le indica el recorrido a seguir

l

A medida que se acerca a la fortaleza, el soporte le

mostrará el paleopaisaje virtual de la época que

éste escoja, pudiendo optar por hacer

aproximaciones visuales, adquirir más información

sobre la agricultura del momento, etc...

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Aplicaci

ó

_ó

n Arqueol

_{n Arqueol}

ó

_ó

gica

_gica

l

Durante su recorrido, el visitante puede consultar en todo

momento su posición exacta en un mapa de la fortaleza,

así como el camino seguido hasta ese punto.

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Aplicaci

ó

_ó

n Arqueol

_{n Arqueol}

ó

_ó

gica

_gica

l

Al llegar a la puerta principal, el ordenador le ofrece una

imagen virtual de la entrada en este lugar, y más

concretamente de la reconstrucción perteneciente al

período deseado. Mediante la interacción con la

información ofrecida, el visitante logrará entender cómo

era el espacio habitable del interior de una casa en

aquellos tiempos, qué objetos se usaban

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Aplicaci

ó

_ó

n Arqueol

_{n Arqueol}

ó

_ó

gica

_gica

PARA MÁS INFORMACIÓN...

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Proyectos de investigación en

Universidades

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Wide

Area

_Area

Augmented

_Augmented

Reality

_Reality

Mediante un sistema de posicionamiento GPS y captura de la orientación, el usuario se mueve por la universidad ayudado por un mapa virtual.

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Wide

Area

_Area

Augmented

_Augmented

Reality

_Reality

El mapa se superpone a la realidad mediante unas gafas semitransparentes.

Cuando esta cerca de un lugar reconocido por el sistema, el usuario es avisado visualmente.

Ha sido realizado por dos alumnos dentro del grupo de investigación sobre inteligencia cibernética de la Universidad de Reading en Gran Bretaña

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CVLab

l Realizado por la Escuela Politécnica de Lausanne

l Desarrollo de una cámara 3d individual que permite

analizar figuras o objetos 3d en tiempo real por software l De momento la estructura

del objeto es conocido previamente

l Esto permite integrar objetos 3d virtuales con la realidad

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CVLab

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ARQuake

l

Dos estudiantes de la universidad de Australia del Sur

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ARQuake

l

Equipamiento

Gafas “pantalla” semitransparentes

Dispositivo de captura de posición GPS

Ordenador semi-portátil Pistola para videojuegos

PESO 14 kilos

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ARQuake

l a partir de un plano 3D de la universidad, se ha creado un escenario para poder jugarlo con el juego.

l Después se han trasladado los inputs del sistema realidad aumentada al juego.

l El resultado final es poder jugar al Quake con una inmersión mayor y la sensación de que ocurre en la realidad.