Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004 1 Colaboração Móvel com Realidade Aumentada Thiago M. Witt...

Thiago M. Witt - MAC5743 - 20041

Colaboração Móvel com Realidade Aumentada

Thiago M. [email protected]


Agenda

Augmented Reality Aplicações Problemas Projetos

– OCAR (Outdoor Collaborative AR)– SignPost 2– MARS– ETALA – Human Pacman– Outros Projetos


Augmented Reality

Enriquecimento da visão do mundo real percebida pelo usuário através da adição de elementos virtuais à imagem.

Estes elementos virtuais de alguma forma aumentam a cena real com informações adicionais

Exemplos famosos: Robocop, Top Gun


Augmented Reality (cont)



Equipamento geralmente consiste em um wearable computer com:– Capacete com display “see-through” (Head

mounted display, ou HMD), câmera de vídeo e sensores de movimento e direção.

– Mochila com central de processamento e renderização, sensores de posicionamento, interface wireless, baterias.

– Dispositivo para interação com o sistema– Também existem projetos de AR utilizando apenas

handhelds com câmera


Aplicações

Navegação em geral Visualização de informações sobre elementos

sendo observados (Ex: construções / exposições)

Colaboração entre unidade móvel com AR e unidade fixa (pesquisa de campo, campanhas militares)

Jogos e entretenimento


Problemas

Sincronização espacial entre o mundo real e virtual

Rastreamento dos movimentos do usuário Processamento de imagem Alto custo do equipamento Nada bonito de se ver (nem confortável)


OCAR (Outdoor Collaborative AR)

Interactive Media Systems Group,Vienna University of Technology, Austria

Sistema de navegação pela cidade de Vienna

Investiga como dois ou mais usuários podem interagir em tarefas como navegação e acesso a informações em ambientes outdoor com realidade aumentada.



Ajuda o pedestre a navegar pela cidade apresentando pontos de referência artificiais conduzindo-o ao destino desejado.



Algumas construções possuem informações associadas que podem ser acessadas a qualquer momento.

É possível criar anotações pessoais nas construções



Pesquisas para colaboração entre os usuários incluem:– Possibilidade de seguir outros usuários– Estabelecer e encontrar pontos de encontro– Uso de displays compartilhados para troca de

informações



Hardware usado– GPS Diferencial– Sensor de inércia– 2 sensores InterTrax2 para

monitorar a orientação do corpo e da cabeça

– Um pequeno painel preso ao pulso, para apresentação 2D

– Display “see-through”– Câmera VGA Firewire– Wireless LAN– Laptop Dell + placa 3D


SignPost 2

Desenvolvido pela mesma equipe do OCAR Sistema de navegação In-Door Visa facilitar a navegação do usuário por um

prédio desconhecido Usuário informa a posição atual e o destino e

o sistema o guia pelos corredores


SignPost 2

O sistema calcula o menor caminho entre a posição atual e o destino desejado e orienta o usuário usando setas e realce das portas a serem usadas.

Um modelo em miniatura do prédio mostrando a localização do usuário pode ser exibido para facilitar a navegação

Como neste caso não é possível confiar apenas em GPS para manter a posição do usuário atualizada, são utilizados símbolos especiais nas paredes em todo o prédio a cada 4 metros


SignPost 2

As imagens capturadas pela câmera são processadas e os símbolos nas paredes são reconhecidos, possibilitando a identificação da posição atual do usuário no prédio.

– A localização de todos os símbolos naturalmente deve estar pré-cadastrada no sistema.

– Reaproveitamento de símbolos é feito de maneira semelhante ao reaproveitamento de canais de transmissão de rádio.

As mudanças bruscas de orientação do usuário são detectadas com o sensor de inércia


SignPost 2


SignPost 2

O sistema é composto por 4 sub-aplicações:– BAU (Building AUgmentation)

Rastreamento do usuário, geometria do prédio– AUG (AUGmentation)

Aumenta a cena real com o modelo virtual do prédio– WIM (World In Miniature)

Cria o modelo em miniatura do prédio com a posição atual do usuário

– NAV (NAVigation) Responsável por gerar o percurso e orientar o usuário

com setas e indicações


SignPost 2

BAU

Interação usando o PIP (personal interaction panel) Não detecta sozinho a posição inicial


SignPost 2 - AUG


SignPost 2 - WIM


SignPost 2 - NAV


SignPost 2

Problemas– Para um bom funcionamento, é necessário uma

alta densidade de marcadores nas paredes– O usuário tem que informar sua posição ao iniciar

o uso do sistema


MARS

Mobile Augmented Reality Systems Columbia University Computer Graphics and

User Interfaces Lab Em desenvolvimento desde 1996


MARS

Objetivos principais– Identificar tarefas genéricas que um usuário

móvel gostaria de executar usando um sistema sensível a contexto

– Desenvolver componentes de interface gráfica reutilizáveis para aplicações de realidade aumentada

– Combinar diferentes tecnologias de display como palmtops e óculos “see-through”


MARS

Dividido em 4 sub-projetos– Touring Machine– Mobile Journalist's Workstation – UIs for Indoor/Outdoor Collaboration– The MARS Authoring Tool


MARS

Touring Machine– Semelhante ao projeto OCAR– Guia usuário pelo campus da universidade– Permite associar conteúdo texto aos

monumentos e construções– Envia URLs para o browser do palmtop


MARS

Touring Machine


MARS

Mobile Journalist's Workstation– Estende o Touring Machine– Permite associar conteúdo multimídia às

construções como imagem, som e vídeo– Conteúdos de diferentes construções podem ser

linkados entre si– Conteúdos podem ser presos ao display ou fixos

no mundo


MARS


MARS

UIs for Indoor/Outdoor Collaboration– Permite que um usuário móvel seja monitorado

ou guiado por alguém remotamente– Usuário móvel pode relatar suas observações

para os usuários indoor– Todas as interfaces utilizam o mesmo repositório

compartilhado de informações sobre o campus


MARS


MARS

The MARS Authoring Tool

– Ferramenta de criação de conteúdo hypermedia para o ambiente MARS

– Desenvolvido usando Java3D– Permite a criação de uma narrativa envolvendo

múltiplas mídias e hyperlinks para narrativas de outros elementos do ambiente


MARS


MARS

Hardware usado– Laptop com aceleração 3D– GPS+GLONASS– See-through display– Sensor de orientação– WLAN (802.11a/b)– Handheld com um trackpad

no verso para manipulação do cursor

– Não utiliza câmera


ETALA

Helsinki University of Technology, Finland Provê um meio de comunicação entre um

especialista e uma equipe de manutenção trabalhando num local remoto.

Unidade móvel no local de manutenção é controlada pelo especialista através do mouse, joystick ou sensor de orientação HMD (Head mounted display)


ETALA

Features– Comunicação por voz com a equipe– Modelo virtual do sistema ou serviço a ser

reparado– Realidade aumentada do modelo virtual sobre o

sistema real, com informações sobre o modelo– Controle remoto da câmera no local de

manutenção– Visão estéreo do local remoto usando o HMD– Dispositivo apontador laser na unidade remota– Transferência de arquivos


ETALA


ETALA

Hardware – Unidade remota– Duas câmeras + laser

pointer– Suporte para movimento da

câmera– Laptop com WLAN

Hardware – Operadores remotos

– Computador preso ao cinto com mouse

– Um HMD com microfone e fones de ouvido

– Mini-câmera


ETALA

Hardware – Especialista– Desktop com 2 placas 3D para visualização

estéreo– HMD com sensor de orientação (opcional)– Joystick (opcional)– Internet


Human Pacman

Mixed Reality Lab, National University of Singapore

Financiado pelos militares Traz o famoso jogo dos anos 80 para as ruas

do campus Apenas um dos vários projetos envolvendo

realidade aumentada do grupo


Human Pacman

Jogadores incorporam os “personagens” pacman e fantasma

O mapa das ruas do campus vira o mapa do jogo

Biscoitos virtuais aparecem nas ruas e são coletados ao se passar por eles

Power-ups são dispositivos reais que podem ser coletados ao segurá-los

Fantasmas pegam o pacman segurando seu ombro


Human Pacman

Jogadores podem se comunicar Ajudantes usando desktops podem ter uma

visão geral do mapa e guiar os jogadores em tempo real


Human Pacman


Outros Projetos

Mixed Reality Lab– Magic Cubes– 3D Live– Touch-Space

ARQuake UNC Ultrasound Augmented Reality Research TransVision The Invisible Train


ARQuake


Magic Cubes


Invisible Train


Referências

Mixed Research Lab– http://mixedreality.nus.edu.sg/RESEARCH.HTM

Studierstube Augmented Reality Project– http://studierstube.org/research_master.php

MARS– http://www1.cs.columbia.edu/graphics/projects/mars/mars.html

ETALA– http://www.automation.hut.fi/etala/

ARQuake– http://wearables.unisa.edu.au/projects/ARQuake/www/index.html

Tinmith Project– http://www.tinmith.net/tinmith.htm

http://mixedreality.nus.edu.sg/RESEARCH.HTM

http://studierstube.org/research_master.php

http://www1.cs.columbia.edu/graphics/projects/mars/mars.html

http://www.automation.hut.fi/etala/

http://wearables.unisa.edu.au/projects/ARQuake/www/index.html

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