UFSC-CTC-INE Prof. Raul Sidnei Wazlawick Realidade Virtual.
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UFSC-CTC-INE
Prof. Raul Sidnei Wazlawick
Realidade Virtual
O que é Realidade Virtual ?
A realidade virtual pode ser considerada como forma de visualizar, manipular, explorar, interagir e modificar dados complexos através do computador.
É considerada o tipo de interface homem-máquina mais avançadaatualmente disponível.
Como isso acontece ?
A RV permite que usuários possam interagir
com objetos do mundo virtual através da
simulação dos seus sentidos.
Tal simulação dá a sensação de se estar
manipulando objetos como no mundo real.
Principais conceitos envolvidos
imersão;
interação;
envolvimento;
grau de realismo.
A imersão
• Impõe ao usuário, a sensação de estar dentro do ambiente.
• Reflete os movimentos do usuário dentro do ambiente através de diversos dispositivos, tais como o capacete, a luva, e outros.
A interação
• É definida como a capacidade que o sistema de RV tem de responder ao usuário.
InteraçãoDepende de:• Capacidade de detectar as ações do usuário;• Capacidade de modificar o mundo virtual
com rapidez;• Capacidade de gerar ações sobre os sentidos
do usuário.
O envolvimento
• Está ligado à capacidade que o sistema de RV possui de cativar ou engajar o usuário para uma certa atividade.
• É o aspecto que está menos vinculado ao lado tecnológico, dependendo mais da criatividade de quem projeta o ambiente.
O grau de realismo
• Se refere à qualidade da imagem, do som, do tempo de resposta, etc.
• Avalia todos os aspectos do ambiente pertinentes a quão real o sistema se apresenta.
O que não é RV ?
RV x Computação Gráfica
Classes de RV
• RV Imersiva
• RV Não Imersiva
RV Imersiva• O usuário se sente dentro do ambiente virtual. • Para tanto, veste um capacete de realidade
virtual, luva, rastreador de posição e fones de ouvido.
• Pode-se utilizar também dispositivos baseados em projeção.
(Ex. Caves)
RV Não Imersiva
• Baseada em monitores
Sistema de Telepresença
A pessoa está em um ambiente separado dela
fisicamente. Implantada através de mecanismos
de teleoperação.
A idéia é que as ações do usuário alterem um
mundo físico real diferente daquele onde ele se
encontra.
Estes sistemas são muito utilizados para
treinamento ou manipulação de objetos à
distância
Sistema de Realidade VirtualO usuário participa de um mundo virtual
gerado por computador usando dispositivos
usuário
Sistemas depercepção
Sistemas demúsculos
Ação
SensaçãoInterface
Homem-máquina
Ambiente Virtual
Sinaisde
Controle
SinaisSensoriais
Sistema de Realidade AumentadaCombinação do ambiente real com o ambiente virtual
Ponto crítico: sobreposição exata do mundo real com o virtualCirurgião com HMD
Visão do cirurgião Tomografia 3D do cérebro
Sistema de Realidade Melhorada
Variação do sistema de realidade aumentada.
O sistema de processamento de imagem gera
informações adicionais
O resultado pode ser tanto melhoria espectralquanto espacial. Ex. Geração de imagensobtidas através da ampliação do espectrovisível humano e anotação de característicasdo objeto, tal como distância, etc.
(Estilo Robocop...)
Dispositivos de Realidade Virtual
Sua função é gerar a sensação de imersão no
usuário atuando de duas formas:- lendo os movimentos realizados pelo usuário através de: (i) leitura da posição de um ponto no corpo do usuário (rastreamento), ou (ii) leitura do ângulo de flexão ou rotação de um membro ou parte do corpo do usuário;
- impressionando seus sentidos a fim de simular sensações, o que ocorre em geral sobre a visão, a audição e o tato.
Dispositivos de Visão
• Head Mounted Display (HMD)
• Stereo Glasses ou Shutter Glasses
Head Mounted Display (HMD)
• Um visor para cada olho com visão estereoscópica
• Sensor de posição absoluta da cabeça
• Fones estereofônicos
Head Mounted Display (HMD)
Também conhecidos como VPC - Visores Presos à Cabeça, exibem as imagens de uma cena virtual em duas pequenas telas (uma para cada olho). Estes dispositivos podem ser construídos com dois tipos de monitores,
os CRTs ou monitores de TV e os
monitores de cristal líquido
(LCDs).
Feedback Visual/Auditivo
Head Mounted Display (HMD)
Stereo Glasses ou Shutter Glasses
Stereo Glasses ou Shutter Glasses
• Óculos com lentes de cristal líquido capazes de bloquear sua visão quando necessário. O sistema funciona do seguinte modo:
- exibe-se na tela a imagem correspondente à do olho esquerdo e bloqueia-se a visão do olho direito
- a seguir faz-se o contrário, ou seja, exibe-se a imagem do olho direito e bloqueia-se a visão do esquerdo.
Baseado no Cintilamento
Dispositivos de Rastreamento
• Mecânicos
• Ultra-sônicos
• Magnéticos
• Extração de imagens
• Óticos
• Sem referencial
Luvas Eletrônicas As luvas eletrônicas, buscam capturar os
movimentos das mãos e dos dedos, para utilizá-los como forma de interação com o usuário. Os modelos mais conhecidos são: a Data Glove, criada pela empresa VPL, que utiliza fibra ótica e mediadores de
luminosidade, e a Power Glove, criada pela empresa Mattel, que usa tinta condutora para aferir o movimento dos dedos.
Luvas Eletrônicas
• Sensores de flexão para os cinco dedos
• Sensor de posição absoluta do punho
Imagem gerada pelo computador com posição da DataGlove
Integração Visuomotora
Luvas Eletrônicas
Luvas Eletrônicas e Capacetes
Dispositivos Geradores de Sensação de Tato e Força
Estes dispositivos são denominados de haptic interfaces e são responsáveis por produzirem a sensação de tato (touch feedback ) ou de força (force feedback ). São utilizados em ambientes de RV para enfatizar ainda mais a sensação de imersão.
Dispositivos Geradores de Sensação de Tato e Força
A sensação de tato provê informações sobre a geometria da superfície, sua textura ou sua temperatura. Por outro lado, a sensação de força fornece informações sobre o peso do objeto e sua consistência.
Dispositivos Geradores de Sensação de Tato e Força
Interface Háptica[Toque e Força]
Digitalizador 3D
Sensores Especializados
Outros Periféricos para RV
The Cave
Ambiente Imersivo 3DMultiusuário
Outros Periféricos para RV