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Realidad aumentada - Universitat Pompeu Fabra
Realidad aumentada Taller de Sistemes Interactius 2003-2004 Prof. Sergi Jordà, Universitat Pompeu Fabra 07/01/2006 Realidad aumentada 1 Introducción a la realidad aumentada l l Definición: conjunto de dispositivos que potencian las capacidades de nuestros sentidos: una lupa, un microscopio, aparato para sordos... Nos centramos en dispositivos que sobreimprimen objetos virtuales sobre la realidad,en tiempo real. 07/01/2006 Realidad aumentada 2 Introducción 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. 07/01/2006 Realidad aumentada 3 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 enriqueciéndolo con la presencia de elementos virtuales. 07/01/2006 Realidad aumentada 4 Funcionamiento básico 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. Un bloque en el que se mezclarán las imágenes virtuales y las reales Un dispositivo de salida por donde se mostrará el resultado al usuario. l l 07/01/2006 Realidad aumentada 5 Funcionamiento básico 07/01/2006 Realidad aumentada 6 Arquitecturas más comunes l 1. Existen tres arquitecturas para implementar la realidad aumentada: Realidad aumentada basada en el monitor: 07/01/2006 Realidad aumentada 7 Arquitecturas l Visión a través de un dispositivo de realidad aumentada HMD 07/01/2006 Realidad aumentada 8 Arquitecturas l Visión a través de un dispositivo de realidad a través de una lente 07/01/2006 Realidad aumentada 9 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. 07/01/2006 Realidad aumentada 10 Tecnologías l l l La posición del usuario es muy importante en la generación de objetos virtuales. Para resolver el problema de la ubicación se usan sensores magnéticos. Estos sensores albergan ciertas problemáticas - Reciben interferencias de objetos metálicos. - Tienen un retardo considerable que causa estragos en tecnologías de tiempo real. 07/01/2006 Realidad aumentada 11 Aplicaciones l Militar l Médica l Lúdica l Arqueológica l Pedagógica l Urbanística 07/01/2006 Realidad aumentada 12 Aplicación 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 TSR-2 (1965) 07/01/2006 Realidad aumentada 13 Aplicación Militar Dispositivo de realidad aumentada sobre display de vidrio Avión de la década de los 60’s TSR.2 07/01/2006 Realidad aumentada 14 Aplicación 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... http://www.keo.com/hud.htm 07/01/2006 Realidad aumentada 15 Aplicación Médica 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 tiempo de intervención 07/01/2006 Realidad aumentada 16 Aplicación Médica l 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 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 imágenes reales con las provenientes de la resonancia 07/01/2006 Realidad aumentada 17 Aplicación Médica PARA MÁS INFORMACIÓN... http://www.ai.mit.edu/projects/medical-vision/surgery/surgical_navigation.html 07/01/2006 Realidad aumentada 18 Aplicación Arqueológica 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,...) 07/01/2006 Realidad aumentada 19 Aplicación Arqueológica l l l En primer lugar al visitante se le suministra el dispositivo y este selecciona un idioma y una opción de visita (diferentes grados noveles,...) La aplicación le indica el recorrido a seguir 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... 07/01/2006 Realidad aumentada 20 Aplicación Arqueológica 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. 07/01/2006 Realidad aumentada 21 Aplicación Arqueológica 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 habitualmente, las costumbres de la época, etc... 07/01/2006 Realidad aumentada 22 Aplicación Arqueológica PARA MÁS INFORMACIÓN... griho.udl.es/grafics/publicacions/ pu2002/VilarsRACIII.pdf 07/01/2006 Realidad aumentada 23 Proyectos de investigación en Universidades 07/01/2006 Realidad aumentada 24 Wide Area Augmented Reality Mediante un sistema de posicionamiento GPS y captura de la orientación, el usuario se mueve por la universidad ayudado por un mapa virtual. 07/01/2006 Realidad aumentada 25 Wide Area Augmented 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 07/01/2006 vamosgoo.com/waar Realidad aumentada 26 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 07/01/2006 Realidad aumentada 27 CVLab l Videos 07/01/2006 Realidad aumentada 28 ARQuake l Dos estudiantes de la universidad de Australia del Sur l Han adaptado el juego Quake a un sistema de realidad aumentada 07/01/2006 Realidad aumentada 29 ARQuake l Equipamiento Gafas “pantalla” semitransparentes Dispositivo de captura de posición GPS Ordenador semi-portátil Pistola para videojuegos PESO 14 kilos PRECIO 20.000 euros 07/01/2006 Realidad aumentada 30 ARQuake l l l a partir de un plano 3D de la universidad, se ha creado un escenario para poder jugarlo con el juego. Después se han trasladado los inputs del sistema realidad aumentada al juego. El resultado final es poder jugar al Quake con una inmersión mayor y la sensación de que ocurre en la realidad. http://wearables.unisa.edu.au/arquake/ 07/01/2006 Realidad aumentada 31 ARQuake Video 07/01/2006 Realidad aumentada 32 Tinmith l captura y creación de geometría 3d exterior en tiempo real, con la presencia física del usuario en el mundo 07/01/2006 Realidad aumentada 33 Tinmith Dispositivo de localización GPS Guantes de realidad virtual Un casco formado por unas -gafas "pantalla" semi-transparentes -una mini-cámara -un dispositivo que calcula de la orientación del casco. 07/01/2006 Realidad aumentada 34 Tinmith -El sistema captura el terreno por el que nos movemos y construye un escenario virtual superpuesto a la realidad. -Mediante unos guantes de realidad virtual el usuario puede manipular objetos y disponerlos en el sitio que quiera en el mundo real. 07/01/2006 www.tinmith.net Realidad aumentada 35 Tinmith l Video 07/01/2006 Realidad aumentada 36
