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Introducción a Realidad Aumentada. Que es RV y RA Un poco de historia Como es una aplicación de RA Aplicaciones de RA
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Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
REALIDAD AUMENTADA
Profesora:
María José AbásoloUniversidad Nacional de La Plata
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
MÓDULO 1 Introducción a Realidad Aumentada (RA) MÓDULO 2Dispositivos de entrada y salida MÓDULO 3Fundamentos teóricos MÓDULO 4Librerías y authoring de RA
Contenidos
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
MÓDULO 1 Introducción a Realidad Aumentada (RA) MÓDULO 2Dispositivos de entrada y salida MÓDULO 3Fundamentos teóricos MÓDULO 4Librerías y authoring de RA
Contenidos
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Qué es Realidad Virtual (RV) y Realidad Aumentada (RA)
Un poco de historia Sistemas actuales de RV y RA Características de un sistema de RA Aplicaciones de RA
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Qué es Realidad Virtual (RV) y Realidad Aumentada (RA)
Un poco de historia Sistemas actuales de RV y RA Características de un sistema de RA Aplicaciones de RA
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Realidad Virtual
La Realidad Virtual (RV) es el conjunto de experiencias sensoriales sintéticas que comunican componentes físicos y abstractos a un operador humano o participante
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
4 características claves de RV
Mundo Virtual Inmersión (mental y física) Retroalimentación (feedback) sensorial Interactividad
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Virtual
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Realidad Aumentada
La realidad aumentada (RA) agrega información sintética a la realidad
Algunos la definen como un caso especial de realidad virtual (RV), otros como algo más general y ven a RV como un caso especial de RA
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Que es la RA
Siguiendo la definición del autor Ronald Azuma un sistema de RA tiene 3 requerimientos: Combina la realidad con objetos virtuales Los objetos virtuales están “registrados” en el
mundo real: posición coherente Es interactivo en tiempo real
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Que es la RA
Desde un punto de vista más amplio la RA no se refiere solo a imágenes, sino que es: una aplicación interactiva que combina la realidad con información sintética
-tal como imágenes 3D, sonidos, videos, texto, sensaciones táctiles (haptics)
en tiempo real y de acuerdo al punto de vista del usuario
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Realidad Virtual (RV) El usuario está inmerso en un mundo 3D sintético y se
“siente” dentro de él La realidad se suprime, aunque pueden incluirse
elementos de la realidad El ambiente virtual está controlado
Realidad Aumentada (RA) El usuario ve la realidad “aumentada” o enriquecida con
objetos sintéticos La realidad no se suprime Puede requerir la movilidad del usuario en un ambiente
externo y no controlado
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
RV y RA
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Terminología
Entorno
Real
EntornoVirtual
Realidadaumentada
Virtualidadaumentada
Realidad Mixta
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
M1- Introducción a la Realidad AumentadaComparación de diferentes medios
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Qué es Realidad Virtual (RV) y Realidad Aumentada (RA)
Un poco de historia Sistemas actuales de RV y RA Características de aplicación de RA Aplicaciones de RA
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Historia de RV y RA
Año 1929: Edward Link desarrolla un simulador de vuelo mecánico para entrenar pilotos
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
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Año 1962 Morton Heilig crea “Sensorama” un simulador de moto con imágenes, sonido, vibración y olfato.
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Historia de RV y RA
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Año 1965: Ivan Sutherland escribe el artículo “The ultimate display” donde introduce por primera vez el concepto de realidad virtual
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Historia de RV y RA
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Historia de RV y RA
Año 1967General Electric desarrolla el primer simulador de vuelo computerizado
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Año 1968: Ivan Sutherland escribe el artículo “A head-mounted three dimensional display”
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Historia de RV y RA
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Año 1975: Myron Krueger crea Videoplace, dos personas en diferentes habitaciones, cada una con una pantalla y una cámara, se comunican mediante sus imágenes proyectadas en el espacio compartido en la pantalla
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Historia de RV y RA
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Año 1990: W-Industries construye el primer sistema de RV público: Virtuality (inicialmente el juego Dactyl Nightmare en el que dos jugadores se disparan entre ellos)
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Historia de RV y RA
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M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Historia de RV y RA Año 1992
Tom Caudell crea el termino Realidad Aumentada para describir una pantalla que usarían los técnicos electricistas de Boeing que mezclaba gráficos virtuales con la realidad física
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Año 1997Columbia Touring Machine Usuario con HMD con
tracker + camara + mochila con PC, batería, + GPS + antena comunicación wireless para acceso web + computadora hand-held con pantalla táctil
Historia de RV y RAM1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Año 1997Ronald Azuma provee definición formal del término Realidad Aumentada en el artículo “A Survey of Augmented Reality”
Historia de RV y RAM1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Año 1998: Disney abre el primero de sus DisneyQuest o centro de ocio familiares con diversas atracciones de RV
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Historia de RV y RA
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Año 1999
Hirozaku Kato desarrolla Artoolkit en el hitLAB, una de las librerías de software libre más usadas hasta la fecha para la creación de aplicaciones de realidad aumentada.
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Historia de RV y RA
DEMO: “simpleVRML” de ARToolkit http://www.hitl.washington.ed/artoolkitweb
(aquí estoy yo)
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Año 2001Arqueoguide Guía turístico con
modelos 3D Usuario con HMD +
PC + GPS + WLAN
Historia de RV y RA
http://www.youtube.com/watch?v=IOAb2ejUdjkhttp://www.youtube.com/watch?v=IOAb2ejUdjkvideo
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
10 últimos años: los sistemas externos de RA han evolucionado ya que utilizan dispositivos móviles con GPS, acelerómetros, giroscopios y/o brújula incorporados
Historia de RV y RAM1- Introducción a la Realidad Aumentada
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Año 2008-09 Gravimetric ARBrowsers de RA:
Wikitude de Mobilizy http://www.wikitude.com
Layar de LayarMet http://www.layar.com/
junaio de Metaio http://www.junaio.com/
Historia de RV y RA
http://www.youtube.com/watch?v=b64_16K2e08
web
web
web
video
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
2012 Google Project Glass http://plus.google.com/+
projectglass
Historia de RV y RA
http://www.youtube.com/watch?v=Nc4ox89bofk
Demo en Google Demo en Google I/O2012I/O2012http://www.youtube.com/watch?v=MP1gvGcXcLk
video
video
web
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Qué es Realidad Virtual (RV) y Realidad Aumentada (RA)
Un poco de historia Sistemas actuales de RV y RA Características de aplicación de RA Aplicaciones de RA
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Sistemas actuales de RV
Los sistemas de RV más habituales utilizan:
HMD (Head-Mounted Display) o cascos CAVE o cuevas WorkBench ICON Monitor
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Los sistemas de RV más habituales utilizan:
HMD CAVE WorkBench ICON Monitor
Sistemas actuales de RVM1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Sistemas actuales de RV
Los sistemas de RV más habituales utilizan:
HMD CAVE WorkBench ICON Monitor
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Sistemas actuales de RVM1- Introducción a la Realidad Aumentada
Los sistemas de RV más habituales utilizan: HMD CAVE WorkBench ICON Monitor
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Sistemas actuales de RV
Los sistemas de RV más habituales utilizan:
HMD CAVE WorkBench ICON Monitor
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
WorkBench del lab 41 de la Universidad Islas Baleares
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Sistemas actuales de RV
Los sistemas de RV más habituales utilizan:
HMD CAVE WorkBench ICON Monitor
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Sistemas actuales de RV
Los sistemas de RV más habituales utilizan:
HMD CAVE WorkBench ICON Monitor
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Los sistemas de RV más habituales utilizan:
HMD CAVE WorkBench ICON Monitor
Sistemas actuales de RVM1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Dispositivos de visualización
Los dispositivos de visualización usados en RA
Monitor Gafas de óptica “see-through” Gafas de video “see-through” Dispositivos móviles “hand-held” Proyector
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Dispositivos de visualización
Los dispositivos de visualización usados en RA
Monitor
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Dispositivos de visualización
Los dispositivos de visualización usados en RA
Gafas de óptica “see-through”
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Dispositivos de visualización
Los dispositivos de visualización usados en RA
Gafas “HMD” de video “see-through”
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Dispositivos de visualización
Los dispositivos de visualización usados en RA
Dispositivos “hand-held” (tablet, teléfonos celulares, PDA)
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Dispositivos de visualización Los dispositivos de visualización usados en RA
Proyector
http://www.electrictv.com/?p=17741video
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Qué es Realidad Virtual (RV) y Realidad Aumentada (RA)
Un poco de historia Sistemas actuales de RV y RA Características de un sistema de RA Aplicaciones de RA
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
La información virtual se debe vincular espacialmente al mundo real: es decir, un objeto virtual siempre debe aparecer en cierta ubicación relativa a un objeto real
La visualización de la escena aumentada (mundo real + sintético) debe hacerse de manera coherente para el usuario Registro de imágenes (registration): se denomina
así al proceso de tener diferentes datos en relación a un único sistema de coordenadas
Características de un sistema RAM1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
La mezcla de imágenes reales y virtuales puede hacerse de dos formas dependiendo el dispositivo de visualización utilizado: Si el dispositivo de visualización es transparente, es decir
deja ver la (R)ealidad, solamente se deberán visualizar por computadora los objetos (V)irtuales, y la mezcla R+V la realiza el ojo humano
Si el dispositivo de visualización es oclusivo, se debe CAPTURAR la escena real mediante una cámara y la mezcla R+V se debe realizar por computadora para visualizar el video mezclado
Características de un sistema RAM1- Introducción a la Realidad Aumentada
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Se necesita conocer en todo momento la posición del usuario con respecto al mundo real Posición global: la posición y orientación en la
tierra Posición relativa: como se mueve el usuario en
relación a su posición anterior
Características de un sistema RAM1- Introducción a la Realidad Aumentada
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Se denomina TRACKING al proceso de seguimiento de la posición y orientación de un objeto Tracking del usuario A veces se necesita el tracking de objetos reales (por
ejemplo, bisturís)
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Características de un sistema RA
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
El tracking puede realizarse de muchas maneras dependiendo de la precisión necesaria Tracking basado en dispositivos (acelerómetros,
giroscopios, brújula, GPS, etc.) Tracking basado en video: se captura mediante
una cámara la escena real y se analiza la imagen en busca de objetos clave
Tracking híbrido: combinación de ambos
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Características de un sistema RA
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Diagrama conceptual de RA
trackingcaptura
generador de escena virtual
Posición y orientación Video o visión directadel mundo real
Imagen real + objetos virtuales registrados
Proyección dela escena virtual (gráficos 3d)
combinador
Características de un sistema RA
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Qué es Realidad Virtual (RV) y Realidad Aumentada (RA)
Un poco de historia Sistemas actuales de RV y RA Características de un sistema de RA Aplicaciones de RA
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Aplicaciones de RA Medicina Aplicaciones militares Inspección y anotación de escenas Asistencia en la fabricación Asistencia en la realización de tareas complejas Planificación trayectoria robot Entretenimiento Educación Diseño Museística y Arquitectura Navegación Rehabilitación
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
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Aplicaciones de RA
Medicina
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Aplicaciones de RA
Medicina
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
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Aplicaciones de RA
Medicina
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Aplicaciones de RA
Medicina: educación Ejemplo: visualización huesos
http://www.youtube.com/watch?v=29OSzQbxpcQ LeanAR http://www.learnar.org
web
demo
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
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Aplicaciones de RA
Asistencia en la realización de tareas complejas Ejemplo: ARMAR - Augmented Reality for maintenance
and Repair http://www.youtube.com/watch?v=mn-zvymlSvk&feature=player_embedded#at=59
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Aplicaciones de RA
Asistencia en tareas complejas Ejemplo: reparación motor BMW
http://www.youtube.com/watch?v=4UA_PgBpiwshttp://www.youtube.com/watch?v=4UA_PgBpiwsvideo
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Aplicaciones de RA
Planificación trayectoria robot
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
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Aplicaciones de RA
Inspección y anotación de escenas
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Aplicaciones de RA
Inspección y anotación de escenas Navicam 1995
http://www.youtube.com/watch?v=S6XKPEexRbUhttp://www.youtube.com/watch?v=S6XKPEexRbUvideo
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Aplicaciones de RA
Inspección y anotación de escenas Ejemplo: excavaciones Talmaki, S., Dong, S., and Kamat, V.R. (2010).
"Geospatial Databases and Augmented Reality Visualization for Improving Safety in Urban Excavation Operations
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Aplicaciones de RA
Diseño de productos Ejemplo:
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
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Aplicaciones de RA
Diseño y Arquitectura
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
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Aplicaciones de RA
Arquitectura y museística British Museum “Street Museum”
http://www.youtube.com/watch?v=qSfATEZiUYohttp://www.youtube.com/watch?v=qSfATEZiUYovideo
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
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Aplicaciones de RA
Arquitectura y museística Sightseeing http://www.youtube.com/watch?
v=gwtmk1ZjhY0video
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
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Aplicaciones de RA
Arte y museística MOMA art exhibition
http://www.youtube.com/watch?v=b9T2LVM7ynMhttp://www.youtube.com/watch?v=b9T2LVM7ynMvideo
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
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Aplicaciones de RA
Entretenimiento
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
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Aplicaciones de RA
Educación Ejemplo: libro aumentado
www.youtube.com/watch?v=PuAUXliDzSA
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
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Aplicaciones de RA
Entretenimiento y educación Ejemplo: libro aumentado
http://www.youtube.com/watch?v=he5mZX1sRXk&feature=related
Videos musicales http://www.talkingdogstudios.com/10thdim/
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Aplicaciones de RA
Asistencia a la navegación Ejemplo: Augmented Driving by imaGinyze 2010
http://www.imaginyze.com/Site/Welcome.html
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
Realidad Aumentada | María José Abásolo | Facultad Informática UNLP | noviembre 2013
Aplicaciones de RA
Rehabilitación
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
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Aplicaciones de RA
Publicidad
General Electric http://ge.ecomagination.com/smartgrid/?c_id=Huff#/augmented_reality
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
demo
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Aplicaciones de RA
Publicidad/Web Living Sasquatch
http://www.livingsasquatch.com/ Iron Man 2 http://www.iamironman2.com/uk/ Taj Mahal en 3D de Sourcebits ARToy http://
www.sourcebits.com/artoy/
web
web
web
M1- Introducción a la Realidad Aumentada
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Referencias
Ronald T. Azuma. A Survey of Augmented Reality. In Presence: Teleoperators and Virtual Environments 6, 4 (August 1997), 355-385.
Ronald T. Azuma et al. Recent Advances in Augmented Reality. In IEEE Computer Graphics and Applications (Nov-Dec 2001), 34-47.
M1- Introducción a la Realidad Aumentada