Realidade Aumentada

Realidade Aumentada
Mauro Figueiredo
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Sumário
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Realidade Aumentada
Aplicações
Tecnologias
Plataformas
Como usar códigos QR
Exemplos de aplicação
–  Livro de realidade aumentada
–  Desenho de vistas e perspectivas
Mauro Figueiredo
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Definições: RA
•  Tom Caudell e David Mizell (1992)
–  RA - sobreposição de informação gerada
computacionalmente sobre o mundo real.
http://www.youtube.com/watch?v=gOmnvc0DSt4
Augmented Reality art exhibition
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Definições: RA
•  Ronald Azuma (1997) define RA por três
características:
–  Combina o real e o virtual
–  Interactiva em tempo real
–  A Três Dimensões (3D)
Campanha Obama 2012
http://youtu.be/QqyKT0QLP2w
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Realidade Aumentada (RA)
• 
RA altera a forma como vemos o mundo real, usando smartphones,
tablets ou eventualmente óculos, ao sobrepor informação digital como
videos, música, e outros, na nossa visão da realidade.
• 
RA = ambiente real + conteúdo interactivo
• 
• 
RA complementa a realidade.
Realidade Virtual (RV) substitui completamente a realidade.
• 
RA encontra-se mais próxima da realidade.
Milgram & Kishino (1994)
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Porquê agora?
•  Dispositivos como os smartphones e tablets com capacidade elevada de
processamento, pequenos e económicamente acessíveis.
http://youtu.be/ISsJcDOIF1M
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Presente
•  Projecto SixthSense
–  Pattie Maes' lab at MIT
http://www.ted.com/talks/pattie_maes_demos_the_sixth_sense.html
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Futuro: Uma visão
SIGHT: Filme de ficção científica num mundo rodeado por aplicações inspiradas
nos óculos da Google.
http://vimeo.com/46304267
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Aplicações
Realidade Aumentada
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Aplicações: Medicina
MITK pille
German Cancer Research Center in Heidelberg.
http://youtu.be/T4mboj-GbEA
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Aplicações: Manutenção
SAP AR em ambientes de fabrico
Permite o acesso rápido à informação de manutenção das diferentes máquinas.
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Aplicações: Manutenção
BMW
http://youtu.be/P9KPJlA5yds
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Aplicações: Música
ARmonica: A Collaborative Sonic Environment
http://youtu.be/IT7ao3izQQI
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Aplicações: Magia (Marco Tempest)
http://youtu.be/fZ8eyWBQmfU
http://youtu.be/C4pHP-pgwlI
http://youtu.be/jvXqXcVF5S8
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Aplicações: Espante os corvos por VanGogh
Affordances e Enação: convergências fenomenológicas em interfaces afetivas
Cleomar Rocha, Pablo de Regino
http://www.youtube.com/watch?
v=muoya3wAG3k&feature=share&list=PLF3B3B63981CE0C19
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Tecnologias
Realidade Aumentada
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Componentes RA
•  Visualização
–  qualquer monitor ou projector que permita
acrescentar informação digital como videos, e
outros, na nossa visão da realidade.
•  Tracking
–  qualquer sistema que permita determinar a
posição relativa do mundo real em relação ao
mundo virtual.
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Visualização RA
•  Sistemas RA
–  Sistemas Ópticos “see-through”
–  Sistemas Video “see-through”
•  Displays
–  Head-Attached Displays
–  Hand-Held Displays
–  Spatial Displays
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Sistemas Ópticos “see-through” RA
"AR Tale"
http://youtu.be/5vHQRb_B0vY
The POLAR system. The prototype AR setup uses a laptop,
a custom-made foldable mount, a beam splitter (halfsilvered mirror), a camera and an IR rangefinder.
Prix "Science et éducation"
Laval virtual 2010
http://youtu.be/aP6p8Mu8Tag
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Sistemas Ópticos “see-through” RA
•  Mostra o mundo real através de um espelho semitransparente e a informação virtual é criada refletindo
uma imagem gerada num monitor no espelho semitransparente.
Overview of the POLAR system in a downward- looking
configuration. The graphics generated on the laptop are
reflected on the half-silvered mirror, which simultaneously
allows the user to see the real-world objects below it. The
camera and IR rangefinder track the user’s viewpoint.
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Propriedades Sistemas Ópticos “see-through”
•  Vantagens
–  Visualização directa do mundo real
–  Melhor percepção de profundidade
•  Desvantagens
–  Objectos virtuais parecem semi-transparentes
–  Inconsistências devidas ao desfasamento entre o
modelo virtual e o real
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Sistemas Video “see-through” RA
The Vuzix Wrap 920AR is an example of a Video See
Through Augmented Reality Visor.The Vuzix Wrap 920AR
features 67-inch displays as seen from 3metres and a stereo
camera pair that “looks” into the world, bringing mixed and
augmented reality to life. The stereo camera pair, each
capturing 752 x 480 images at 60 fps, delivers a single 1504
x 480 side-by-side image that can be viewed in 3D
stereoscopic video on the visor displays.
http://youtu.be/4MkLTIPtE5w
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http://youtu.be/_Vbh7nHalCc
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Sistemas Video “see-through” RA
•  Mostra as imagens do mundo real captadas por uma
camâra com a informação virtual sobreposta na imagem
de video.
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Propriedades Sistemas Video “see-through”
•  Vantagens
–  Baixo custo
–  Composição fácil do mundo real e virtual
–  Oclusão e iluminação consistentes
•  Desvantagens
–  Mais complexo
–  Resolução limitada
–  Atrasos no mundo real e virtual
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Tecnologia Óptica versus Video
•  Ambos têm vantagens/desvantagens,
depende da aplicação.
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Displays RA
•  Head-Attached Displays
–  Virtual Retinal Displays (VRD)
•  imagem apresentadas directamente na
retina
–  Head-Mounted Displays (HMDs)
•  imagem apresentada em monitores
LCD montados em suportes para
usar na cabeça
•  Individual
–  Head-Mounted Projectors (HMPDs)
•  Combina as características dos
projectores e HMDs
•  projector montado no capacete
•  Múltiplos utilizadores
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Displays RA
•  Hand-Held Displays
–  smartphones, PDAs, tablets
•  Spatial Displays
–  Display separado do utilizador e integrado no
ambiente
–  Multi-utilizador
–  Não tem mobilidade
Monitor based
Projector based
»  As imagens são visualizadas
num monitor
»  As imagens são projectadas
nos objectos do mundo real
http://youtu.be/H_X9utkUuQ4
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Tracking
•  Qualquer sistema que permita determinar a posição
relativa do mundo real em relação ao mundo virtual.
•  Usa um conjunto de sensores para receber
informação para ajudar o programa a determinar o
próximo passo:
–  Câmara (para seguir os utilizadores e os objectos do mundo
real).
–  GPS (actividades baseadas na localização)
–  Acelerómetros (determina a elevação)
–  Giroscópio (determina a orientação)
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Tracking
•  Óptico
–  Câmaras permitem captar o utilizador e o ambiente com a
vantagem de não precisar mais hardware
•  Posicionamento Global
–  GPS
•  Posição
•  Exterior
–  “Compasso”/giroscópio interno
•  Direcção para onde o dispositivo aponta
•  Tecnologias electromagnéticas, ultrasonicas
–  RFID (Radio-Frequency Identification), Bluetooth,
NFC (Near Field Communications), IR (Infra-Red),…
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RFID tag
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Tracking
•  Híbridos
–  Wii Remote
•  Acelerómetro de 3-eixos
•  Tracker óptico por infra-vermelhos
–  Determina posições 2D
Wii sensor bar
Wii Remote Plus
–  Wii MotionPlus
•  Giroscópio de 3-eixos
–  Wii Remote Plus
•  Wii Remote + giroscópio
–  Sony Playstation Move
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Câmara segue a esfera RGB-LED iluminada
Acelerómetro de 3-eixos
Giroscópio de 3-eixos
Magnetómetro
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Playstation Eye
Playstation Move
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Tracking
•  Reconhecimento Imagens suportado por Marcadores
–  Os marcadores devem ser simples para processamento
rápido.
–  Antecedentes: códigos de barras
–  Códigos QR
(Quick Response)
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Microsoft Tag
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Tracking
•  Marcadores LLA (Latitude/Longitude/Altitude)
–  Permitem determinar o posicionamento em interiores.
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Plataformas RA
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Wikitude World Browser
–  Permite a criação fácil de conteúdos de RA ao permitir a
construção de “mundos” usando:
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Os mapas do Google
Keyhole Markup Language (KML)
Augmented Reality Markup Language (ARML)
WebServices
APIs
Wikitude Worlds
Wikipedia, YouTube, Webcams.travel, Qype, Foursquare Venues,
Google Local, Flickr, Booking.com
–  Disponibiliza um SDK que permite criar a nossa aplicação
de AR.
–  Informações adicionais em:
•  http://www.wikitude.com/
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Layar Reality Browser
–  Permite a criação de conteúdos de RA ao permitir a
construção de Layers (camadas) com:
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Objectos 3D
“Triggers” de proximidade
Som
Autenticação do utilizador
Layers
Woomba Mania, Compass & Navigation AR,
i-MetrO, The AR Beatles Tour, Conquar the Game, Maze –
Labyrinthe, Art is all around you
–  Layar Creator
•  Ferramenta para adicionar conteúdo multimedia
–  Informações adicionais em:
•  http://www.layar.com/
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http://youtu.be/wi80g9WJvmw
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metaio
–  metaio SDK
•  Ferramenta para desenvolvimento de aplicações AR para Android,
iOS, Unity, Windows
–  creator
•  AR authoring tool para documentos
http://youtu.be/J0TkRZ8YvjI
–  junaio
•  Browser AR para plataformas móveis
•  Canais
»  archINFORM, Wikipedia, WorkSnug
http://youtu.be/tkcHs_LIGvo
–  Informações adicionais em:
•  www.metaio.com
•  dev.metaio.com
•  http://youtu.be/iP8Qz_RYC-A
http://youtu.be/iP8Qz_RYC-A
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Aurasma Browser
–  Plataforma de Realidade Aumentada que permite criar
rapidamente conteúdos sem marcadores e geo
referenciados.
–  AURASMA reconhece imagens (impressas, objectos ou
locais do mundo real) e pode “acrescentar”:
•  Videos
•  Botões e imagens
•  Objectos 3D
–  Informações adicionais em:
•  http://www.aurasma.com/
http://vimeo.com/39532401
http://www.aurasma.com/auras
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Hoppala
–  Interface web que permite criar rapidamente conteúdos geo
referenciados de RA suportados pelos web browsers de
RA Layar, Junaio e Wikitude
http://youtu.be/PfdxbL6ue1U
–  Informações adicionais em:
•  http://www.hoppala-agency.com/
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AUGMENT
–  Plataforma para visualizar objectos 3D em AR
http://augmentedev.com/home.php
http://youtu.be/EEstFtQbzow
http://youtu.be/sPHABKFfyEU
http://t.co/jB7haeYB
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Vuforia
–  RA SDK utiliza tecnologia de visão computacional para criar
aplicações de Realidade Aumentada suportando:
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• 
Reconhecimento de imagens
Marcadores
Botões virtuais
Objectos 3D
Integração com Unity3D
http://theverge.vid.io/v/
2c7dd322-5041-11e1-9805-123139255418
–  Informações adicionais em:
•  http://www.qualcomm.com/solutions/augmented-reality
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ARToolKit
–  RA SDK para desktop usa utiliza tracking de video.
Principais características:
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Tracking de posição/orientação da câmara
Tracking baseado em marcadores simples
Possibilidade de usar qualquer marcador
Fácil calibaração da câmara
Rápido para aplicações de tempo real
–  Informações adicionais em:
•  http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/
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BuildAR
–  RA SDK desktop que permite criar cenas de RA 3D.
Principais características:
•  Tracking baseado em marcadores
•  Possibilidade de usar modelos 3D em vários formatos
•  Não precisa de programação
–  Informações adicionais em:
•  http://www.buildar.co.nz/buildar-free-version/
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Códigos QR na Educação
o Códigos QR
o Como usar os códigos QR na educação
o Criar códigos QR
o Aplicações para ler códigos QR
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códigos QR
•  Quick Response Code
o  Código 2D
o  A informação associada:
Ø Texto
Ø URL
Ø Outra
o  Podem ser lidos por smartphones e tablets
o  Tecnologia Open-source
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Como poderemos usar códigos QR na educação
•  Recensões de livros na biblioteca.
•  Criação de percursos tipo orientação/aventura/cultural
http://ilearntechnology.com/?p=4211
http://www.classtools.net/QR/
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Como poderemos usar códigos QR na educação
•  Adicionar conteúdos multimedia.
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Como poderemos usar códigos QR na educação
•  Adicionar informação aos equipamentos da escola.
•  Apresentar as soluções
•  Tutoriais
•  Livros
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Criar códigos QR
o  http://keremerkan.net/qr-code-and-2d-code-generator/
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Aplicações para ler códigos QR
•  I-Nigma
o  http://i-nigma.com/i-nigmahp.html
•  QR Reader
•  On-line
o  http://miniqr.com/reader.php
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