Fundamentos de Realidad Virtual

Fundamentos de Realidad Virtual Componentes Hardware de RV: Dispositivos de entrada Jesús David Cardona Quiroz jdcardona@uao.edu.co

Agenda • Introducción • Dispositivos de entrada • Dispositivos de sobremesa • Ratones 3D • Dispositivos de propósito especial • Entrada humana directa "The screen is a window through which one sees a virtual world. The challenge is to make that world look real, act real, sound real, feel real..." Ivan Sutherland - 1965

Técnicas de Interacción Dispositivos de entrada Sistema Software Interfaz Software de Usuario Dispositivos de salida Interfaz hombre - máquina Doug Bowman. Virginia Tech. 2006

Modelo del entorno Display(s) Bucle de Simulación Representación (render) Chequear eventos Responder a eventos Iterar la simulación Sistema de seguimiento Dispositivo(s) de entrada Obtener nuevos datos de seguimiento Hombre – Interfaz del EV Doug Bowman. Virginia Tech. 2006

Características de los dispositivos de entrada • Grados de libertad • Tipo de electrónica: análoga vs. Digital • Rango de valores reportados: discreto/continuo/hibrido • Tipos de datos de los valores reportados: Boolean vs. Entero vs. Punto flotante.

Características de los dispositivos de entrada • Acción requerida del usuario: activa/pasiva/hibrida • Método de proveer la información: “push” vs. “pull” • Marco de referencia: relativo vs. Absoluto • Qué se mide: posición, movimiento, fuerza… • …

Dispositivos de entrada • Hardware que permite al usuario comunicarse con el sistema • Dispositivo de entrada vs. Técnica de interacción Clasificación práctica • Dispositivos de sobremesa • Dispositivos de seguimiento • Ratones 3D • Dispositivos de propósito especial • Entrad directa del usuario

Dispositivos de entrada Mmmm…

Dispositivos de entrada Ufff…

Dispositivos de sobremesa • Diferentes tipos de teclado • Teclado tipo acorde

Dispositivos de entrada: sobremesa • Dispositivos de 6DoF, con tracking • Frecuentemente Isométricos • Ejemplos: SpaceBall, SpaceMouse, SpaceOrb

Dispositivos de entrada: sobremesa • SpacePilot

Dispositivos de entrada: sobremesa • SpaceTraveler

Dispositivos de entrada: Ratones 3D • Ring Mouse: Pequeño dispositivo usado en el dedo del usuario, el cual usa ultrasonido como tecnología de tracking. La principal ventaja de este dispositivo es que puede conseguirse inalámbrico y no es tan costoso.

Dispositivos de entrada: Ratones 3D • Fly Mouse: Es un ratón 3D que usa tecnología de ultrasonido para el tracking. Este dispositivo tiene 5 botones en vez de 2 y también puede ser usado como micrófono.

Dispositivos de entrada: Ratones 3D • Cubic Mouse: es un dispositivo que le permite a los usuarios especificar de forma intuitiva coordenadas tridimensionales, el dispositivo consiste de una caja con tres barras perpendiculares que pasan a través del centro, y de un conjunto de botones para entradas adicionales.

Dispositivos de entrada: Ratones 3D http://instruct1.cit.cornell.edu/courses/ee476/FinalProjects/s2005/mouse%20webpage%20KM249_AK288/index.htm

Dispositivos de propósito especial • Tabla de pintura: es un dispositivo de entrada de propósito especial usado en la aplicación CavePainting, un sistema para pintar escenas en 3D en un entorno virtual. El dispositivo usa contacto de fibras, así como los botones tradicionales y deslizadores. http://vis.cs.brown.edu/docs/pdf/Keefe-2001-CPF.pdf

Dispositivos de propósito especial

Dispositivos de propósito especial • ShapeTape: Es una tira sensible que captura manipulaciones como doblar y retorcer, permitiendo una manipulación con las dos manos. • Los “dobleces” y las “torceduras” son capturadas por cambios de conducción con fibra óptica. http://www.writemedia.co.uk/motionCapture_shapetape.asp

Dispositivos de propósito especial http://www.measurand.com/products/ShapeAnimator.html

Entrada Humana Directa • Voz • Manos libres • Permite entrada multimodal • No requiere hardware especial • Software especializado • Inconvenientes: reconocimiento, entrenamiento, ruido del ambiente, Positivos falsos…

Entrada Humana Directa • Control Bioeléctrico: Desarrollo reciente de la NASA, que lee señales de los nervios del antebrazo, las señales son capturadas por un electrodo. Las señales son analizadas por software de reconocimiento de patrones quien convierte la señal a un comando especifico.

Dispositivos de detección de movimientos del cuerpo • ShapeWrap II • Inalámbrico y en tiempo real • Durable • Captura de movimiento del cuerpo completo http://www.measurand.com/products/ShapeWrap.html

Dispositivos de detección de movimientos del cuerpo • ShapeHand • ShapeHand Plus http://www.measurand.com/products/ShapeHand.html

Dispositivos de locomoción • UNIPORT • Primer dispositivo de locomoción de la U.S. Army – 1994 • Demostración de prueba de conceptos • Desarrollado en seis semanas • Dificultad para cambiar la dirección del recorrido • Movimientos como evadir son imposibles

Dispositivos de locomoción • Otro dispositivo de pedaleo

Dispositivos de locomoción • Treadport • Desarrollado en 1995 • Basado sobre una banda de caminar estándar donde el usuario es monitoreado y restringido mecánicamente a la altura de la cintura del usuario • El movimiento físico es restringido en una sola dirección

Dispositivos de locomoción Sarcos Treadport ATR ATLAS ATR GSS (ground surface simulator)

Dispositivos de locomoción

Dispositivos de locomoción • Caminar • Analiza información de seguimiento de cabeza, cuerpo y pies. • Redes neuronales

Dispositivos de locomoción Sarcos Biport Iwata’s GaitMaster

Entrada y salida con un solo dispositivo • Ejemplo clásico – touch screen • PDAS con entrada de lápiz • Dispositivo hápticos como el Phantom

Conclusiones • Cuando se seleccione un dispositivo de entrada considerar: • Costo • Generalidad • DOFs • Factores ergonómico y humanos • Escenarios típicos de uso • Dispositivos de salida • Técnicas de interacción

¿Preguntas?

Más Información • Moodle • http://augusta.uao.edu.co/giisoft/rv/ • E-Mail de contacto: jdcardona@uao.edu.co • Facultad de ingeniería: 3188000 Ext: 11340 - 11328

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