Navidezna resničnost

1. Navidezna resničnost

2. Umetni, računalniško tvorjeni svet, ki ga “občutimo” kot resničnega, ki se odziva na vsak naš gib, kot bi se dejanski svet. Simulirano okolje, v katerega vstopimo, se po njem gibljemo in interaktiramo z objekti. Kaj je navidezna resničnost Demo Source: Virtual Reality Playhouse, p. 7; T.H.E. Journal, Dec 93, p. 56

3. Koncept navidezne resničnosti

4. 3d kino, 1890!

5. Malo zgodovine Prvi sistem navidezne resničnosti? • 1956 • Stereo Film • Vibracije • Vonjave • Zvok • Veter • Grafika • (ne interaktivna)

6. Flight Simulators (1930~ ) Stereo / Large Scale Movies (1930 ~) Morton Heilig’s Sensorama (First HMD, 1950’s) Visually coupled Tele-operated Environment and HUD’s (60's ~)(HMD + Trackers + Camera) Modern Computer Graphics (Sutherland @ MIT, “Sketchpad”, ‘63) HMD + CG + Tracker + (Camera) (Sutherland @ Utah, ‘68)“Ultimate Display / WOW”, Augmented Reality) UNC’s Grope Project (Haptic Display, ‘69):“Who wants his intelligence amplified ?” Doug Englebart and ARC at Stanford: “Symbiosis” (60’s ~ early 70’s) -> PARC -> ATARI -> APPLE -> … (70’s ~ late 80’s) MIT ArchMac Group -> Media Lab (70’s ~ today)(Aspen Movie Map, “Put that there 등) Malo zgodovine

7. 1977 Sayre Glove (first glove with bend sensing device)) 1981 DataGlove by Zimmerman (sold to VPL by Fisher and Lanier) 1979 Polhemus Navigation Trackers 1983 Myron Krueger's VideoPlace 3D interaction, 3D gesture recognized by vision, Multiple participants VIEW NASA Ames Research Center BOOM, Convolvotron, RB2 (VPL) ... VCASS Visually Coupled Airborne System Simulator (SuperCockpit) 90's: VR emerging ... Fish Tank VR: Desktop VR with Head Tracking AutoDesk’s WorldToolKit Projection based environments (CAVE / ImmersaDesk) 91 Reality Engine 94 Sensable Device's Phantom Malo zgodovine

8. Virtual / Synthetic Environments Tele-presence Presence Cyberspace Immersion Simulator / Motion Sickness Lag time 3D rendering / Graphics Engine Polygons per second CAD VRML Bodysuit Head Mounted Display (HMD) 3D Mouse Joystick Roll, Pitch, Yaw Stereoscopic Display Liquid Crystal Shutterglasses Ultrasonic / Magnetic / Optical Tracking Cyber / Power / Data Glove 6 Degrees of Freedom (DoF) Manipulation Haptic Display Position Tracking Feedback Terminologija

9. Presence – Občutek, da si “tam” Immersion – nekdo je potopljen, če doživlja okolje v razmerju 1 : 1. Motion Sickness – povzročajo jo zakasnitve med gibi glave in spremembo prikaza. Lag time – Čas med računalniško registracijo gibanja in prikazom posledic. Haptic Display – Občutenje virtualnih objektov. Position Tracking – Kako računalnik ve, kje smo in kaj gledamo Terminologija nadaljevanje

10. Recreating a “difficult to attain in real life” experience as realistic as possible using computer software/hardware and other devices (or even using drugs !?) "synthetic sensory experience that communicate physical and abstract components to human participant”Sensory information may include visual, haptic, tactile, auditory, olfactory, etc. Note that the visual sense is very dominating. High degree of telepresence is still possible with just stereo graphics and strong depth cues (perspectives, lighting, shadows, motion parallax ...) Navidezna resničnost in lažni svetovi (umetnost)

11. Občutek, da si tam (obisk, ne le gledanje) Zmožnost razločevanja, kaj je resnično in kaj umetno Relacija z refleksnimi odzivi uporabnika (občutek slabosti nad navideznim prepadom, sklonimo se pred udarcem ali trkom) Pogled v “prvi osebi” (exocentričnost, egocentričnost) Vpletenost (stopnja nadzora) Odziv na trke Prisotnost in potopitev

12. Dinamične 3D slike Gibanje po svetu Interakcija s predmeti v svetu Interaktivnost

13. We want Auto Stereoscopy Occulo-motor Cues Accommodation: changing shape of eye lens to focus Convergence: rotate eyes to fixate on object Accommodation and Convergence work together … but ... Binocular Disparity: Difference in retinal images due to projection of objects at different depth Depth is felt with respect to an object in focus Screen Parallax must be (re) computed based current fixation poi t to get right disparity feeling Motion Parallax: Differential angular velocity of objects at different depth from observer (close objects move more rapidly than far objects) Stereoskopija in občutek globine

14. Desktop VR Navaden zaslon, 3D miška, igralna palica,.. Projicirana resničnost Potopna VR Čelade, rokavice, obleke, .., “votline” Mešanice realnega in navideznega sveta (simulatorji kabin) Obogatena resničnost Vrste navidezne resničnosti

15. Vključujemo vse ali nekatera čutila” Vid (najbolj važen) zvok gibanje vonj tip,.. “svetovi” navidezne resničnosti Source: Virtual Reality Technology, p. 4-5

16. Distorzija vizualnega prostora in širitev virtualnega ko se subjekt premika proti levi, se virtualni prostor krči, ko se pomika na desno, se širi. Rdeče koskice so vidne le občasno in jih uporabljamo za preverjanje opazovalčeve ga zaznavanja velikosti

17. Demo Demo Demo Demo

18. Uporaba osebnih računalnikov Uporabno za sprehode po svetovih (Second life) Namizna navidezna resničnost (Desktop VR)

19. Simulatorji kabin - trenažerji Source: VR News, Vol. 5, Issue 5, June 96

20. TelePrisotnost Geografsko ločeno sodelovanje v simuliranem in prikazanem okolju

21. Tele prisotnost Občutek, da si fizično prisoten v računalniško generiranem ali oddaljenem okolju

22. Izhodne naprave: prikazovalniki Pomembne lastnosti FOV Resolucija Barva Hitrost osveževanja

23. Izhodne naprave-stereoskopska očala

24. Stereo monitorji (Sharp) • Notesniki s 3D monitorji, ne potrebujemo očal

25. Sistemi Anaglyph

26. Sistemi s polarizirano svetlobo

27. Domači kino

28. The Virtual Room

29. Občutek potopitve Pogosto vključuje sistem za sledenje premikov glave Različni tipi HMD

30. Vhodno-izhodne naprave -boom

31. Veliki ali večkratni zasloni

32. Immersive Workbench

33. Scene, projicirane na platno Realistično okolje Hidravlični sistemi! Realistične kontrole Drugi ljudje inside VR Demo

34. Immersive Work Wall

35. GestureXtreme Virtual Gaming System Video Video

36. Okolje v gledališčih Za velike skupine Potopen ali “ne-potopen” Zelo poznan je “CAVE” Spatially Immersive Displays Source: VR News, Vol. 5, Issue 4, May 96

37. Projekcija na široko platno

38. Reality Center

39. iMax 3D

40. Cave oziroma Cube Video

41. RAVE Movie

42. Sferična projekcija

43. VisionDome

44. Skalabilne in porazdeljene aplikacije • Posamezniki(1-2) • Desktop • Head Mounted Display (HMD) • Majhne skupine(3-8) • Workspace (e.g. ImmersaDesk) • Srednje skupine (25-35) • Fakespace RAVE • Reality Center • Avditorij (200-500) • Stereoscopic Projection

45. vid: Vizualni realizem, 3D efekti: sence itd. zvok: Okoljski zvok, zvočniki pod sedeži,.. tip: odziv na dotik in na pritisk, In še in še.. Uporabimo vsa čutila

46. PHANToM (http://www.sensable.com)

47. ReachIn(http://www.reachin.se)

48. Sledenje telesu & Mocap • Naprave za sledenje in zajem gibanja telesa

49. Tipi preprosti : pisk ikone : preprosti zvočni efekti Naravni zvoki: posneti ali umetni (sound rendering) problemi Lokalizacija in ozvočenje 3D/stereo zvok HRTF (Head Related Transfer Functions) Sinhronizacija zvoka in grafike Metode vzpostavitve (setup): slušalke, zvočniki… Prikaz zvoka

50. Glavni tipi Reference na tla: Phantom Reference na telo: CyberGrasp tactile : CyberTouch problemi Proizvodnja mehanske naprave Design vmesnikov Uporabnost za rokovanje Ne sme biti zastrašujoče Oponašanje interakcije v realnem svetu Naprave za tipanje