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Colaboração Móvel com Realidade Aumentada

Colaboração Móvel com Realidade Aumentada. Thiago M. Witt witt@ime.usp.br. Agenda. Augmented Reality Aplicações Problemas Projetos OCAR (Outdoor Collaborative AR) SignPost 2 MARS ETALA Human Pacman Outros Projetos. Augmented Reality.

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Colaboração Móvel com Realidade Aumentada

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  1. Colaboração Móvel com Realidade Aumentada Thiago M. Witt witt@ime.usp.br Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  2. Agenda • Augmented Reality • Aplicações • Problemas • Projetos • OCAR (Outdoor Collaborative AR) • SignPost 2 • MARS • ETALA • Human Pacman • Outros Projetos Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  3. 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  4. Augmented Reality (cont) Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  5. 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  6. Augmented Reality (cont) Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  7. 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  8. 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) Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  9. 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. Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  10. OCAR (Outdoor Collaborative AR) • Ajuda o pedestre a navegar pela cidade apresentando pontos de referência artificiais conduzindo-o ao destino desejado. Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  11. OCAR (Outdoor Collaborative AR) • Algumas construções possuem informações associadas que podem ser acessadas a qualquer momento. • É possível criar anotações pessoais nas construções Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  12. OCAR (Outdoor Collaborative AR) • 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  13. OCAR (Outdoor Collaborative AR) • 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  14. 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  15. 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  16. 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  17. SignPost 2 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  18. 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  19. SignPost 2 BAU • Interação usando o PIP (personal interaction panel) • Não detecta sozinho a posição inicial Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  20. SignPost 2 - AUG Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  21. SignPost 2 - WIM Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  22. SignPost 2 - NAV Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  23. 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  24. MARS • Mobile Augmented Reality Systems • Columbia University Computer Graphics and User Interfaces Lab • Em desenvolvimento desde 1996 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  25. 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” Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  26. MARS • Dividido em 4 sub-projetos • Touring Machine • Mobile Journalist's Workstation • UIs for Indoor/Outdoor Collaboration • The MARS Authoring Tool Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  27. 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  28. MARS Touring Machine Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  29. 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  30. MARS Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  31. 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  32. MARS Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  33. 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  34. MARS Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  35. 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  36. 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) Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  37. 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  38. ETALA Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  39. 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  40. ETALA • Hardware – Especialista • Desktop com 2 placas 3D para visualização estéreo • HMD com sensor de orientação (opcional) • Joystick (opcional) • Internet Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  41. 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  42. 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 Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  43. Human Pacman • Jogadores podem se comunicar • Ajudantes usando desktops podem ter uma visão geral do mapa e guiar os jogadores em tempo real Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  44. Human Pacman Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  45. Human Pacman Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  46. Human Pacman Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  47. Human Pacman Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  48. Outros Projetos • Mixed Reality Lab • Magic Cubes • 3D Live • Touch-Space • ARQuake • UNC Ultrasound Augmented Reality Research • TransVision • The Invisible Train Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  49. ARQuake Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

  50. Magic Cubes Thiago M. Witt - MAC5743 - 2004

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