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Realidad aumentadaRealidad aumentada
Taller de Sistemes Interactius 2003-2004
Prof. Sergi Jordà, Universitat Pompeu Fabra
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IntroducciIntroduccióón a la realidad aumentadan 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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IntroducciIntroduccióón a la realidad aumentadan 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 aumentada & Realidad virtual& 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.
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FFuncionamiento buncionamiento báásicosico
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 bFuncionamiento báásicosico
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Arquitecturas mArquitecturas máás comuness comunes
l Existen tres arquitecturas para implementar la realidad aumentada:
1. Realidad aumentada basada en el monitor:
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ArquitecturasArquitecturas
l Visión a través de un dispositivo de realidad aumentada HMD
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ArquitecturasArquitecturas
l Visión a través de un dispositivo de realidad a través de una lente
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Ventajas y desventajas de las Ventajas y desventajas de las arquitecturasarquitecturasl 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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TecnologTecnologííasas
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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AplicacionesAplicaciones
lMilitarlMédical Lúdical Arqueológical Pedagógical Urbanística
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AplicaciAplicacióón Militarn 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)
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AplicaciAplicacióón Militarn Militar
Dispositivo de realidad aumentada sobre display de vidrio
Avión de la década de los 60’s TSR.2
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AplicaciAplicacióón Militarn 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
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AplicaciAplicacióón Mn Méédicadica
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
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AplicaciAplicacióón Mn Méédicadica
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
imágenes reales con las provenientes de la resonancia
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AplicaciAplicacióón Mn Méédicadica
PARA MÁS INFORMACIÓN...
http://www.ai.mit.edu/projects/medical-vision/surgery/surgical_navigation.html
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AplicaciAplicacióón Arqueoln Arqueolóógicagica
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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AplicaciAplicacióón Arqueoln Arqueolóógicagica
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 seguirl 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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AplicaciAplicacióón Arqueoln Arqueolóógicagica
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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AplicaciAplicacióón Arqueoln Arqueolóógicagica
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...
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AplicaciAplicacióón Arqueoln Arqueolóógicagica
PARA MÁS INFORMACIÓN...
griho.udl.es/grafics/publicacions/ pu2002/VilarsRACIII.pdf
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Proyectos de investigación en Universidades
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Wide Wide AreaArea AugmentedAugmented RealityReality
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 Wide AreaArea AugmentedAugmented RealityRealityEl 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
vamosgoo.com/waar
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CVLabCVLabl 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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CVLabCVLab
l Videos
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ARQuakeARQuake
l Dos estudiantes de la universidad de Australia del Surl Han adaptado el juego Quake a un sistema de realidad aumentada
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ARQuakeARQuake
l Equipamiento
Gafas “pantalla” semitransparentesDispositivo de captura de posición GPSOrdenador semi-portátilPistola para videojuegos
PESO 14 kilos PRECIO 20.000 euros
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ARQuakeARQuakel 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.
http://wearables.unisa.edu.au/arquake/
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ARQuakeARQuake
Video
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TinmithTinmith
l captura y creación de geometría 3d exterior en tiempo real, con la presencia física del usuario en el mundo
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TinmithTinmith
Dispositivo de localización GPSGuantes de realidad virtualUn casco formado por unas
-gafas "pantalla" semi-transparentes-una mini-cámara-un dispositivo que calcula de la orientación del casco.
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TinmithTinmith
-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.
www.tinmith.net
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TinmithTinmith
l Video