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PEE-5787 - Realidade VirtualPEE-5787 - Realidade Virtual
Marcelo Knörich Zuffo
2a Aula
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SumárioSumário
Perspectiva Histórica: • The SketchPad 1962• Sensorama 1966• The Ultimate Display 1967,• Trabalhos no MIT 1970.• Nasa 1980.
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SumárioSumário
Aplicações Atuais:• Engenharia• Medicina• Previsão Meteorológica• Simulação de Vôo• Simulação Espacial• Entretenimento.
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SensoramaSensorama
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ConceitosConceitos
• O Termo Realidade Virtual (VR) Refere-se ao uso de dispositivos de apresentação 3D e o uso de dispositivos de interação para a exploração em tempo real de ambientes gerados por computador.
• É um campo que tem apresentado grande expectativa e excitação, apesar dos progressos serem relativamente pequenos.
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ConceitosConceitos
• Enquanto a visão geral da Realidade Virtual estabelece ambientes imersivos em 3D e interativos, poucas aplicações praticas ultrapassaram as fronteiras dos laboratórios de pesquisa.
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Tecnologias Componentes da VRTecnologias Componentes da VR
• Dispositivos de Apresentação Visual• Sistemas de Rastreamento de Posição• Dispositivos de Entrada• Sistemas de som• Dispositivos Haptic• Sistemas de computação e computação gráfica
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Dispositivos de Apresentação Dispositivos de Apresentação VisualVisual
• São Dispositivos que apresentam ao olhos do usuário uma visão do mundo 3D gerado pelo computador.
• O grau de imersão de um sistema de RV é extremamente dependente do dispositivo de apresentação visual.
• Não deve ser confundido com o sistema de geração das imagens.
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CategoriasCategorias
A maioria dos sistemas apresenta a possibilidade de uma visão larga e esteroscópica do mundo virtual, normalmente acoplados a um sistema de rastreamento de posição.
• Desktop displays• Head-mounted displays• Head-coupled displays• Projection-based displays
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Desktop displaysDesktop displays
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Desktop displaysDesktop displays
• Vantagens– Custo, flexibilidade e facilidade de
implementação– Alta resolução 1600x1200– Familiar ao usuário– compartilhamento por vários usuários.
– Ex. Crystal Eyes
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Desktop displaysDesktop displays
• Desvantagens– Baixo grau de imersão– Falta de visão lateral– baixo campo de movimentação– violação de campo estereoscópico
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Head-mounted displaysHead-mounted displays
• Par de telas um para cada olho:– LCDs (Liquid Cristal Displays) (baixa
resolução, brilho e contraste)– CRTs (Cathode Ray tubes)
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Head-mounted displaysHead-mounted displays
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Head-mounted displaysHead-mounted displays
• Vantagens– Campo largo de visão– Sentido de imersão– Custo relativamente baixo
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Head-mounted displaysHead-mounted displays
• Desvantagens– Sistema invasivo (pode restringir
movimentos)– Distorções– Peso– Isolamento do mundo real– Necessidade de modelamento do mundo real
(ex. Mão)– Dificuldade de compartilhamento– Dificuldade de manipular objetos reais
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Head-coupled displaysHead-coupled displays
Par de binóculos montado através de um braço articulado
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Head-coupled displaysHead-coupled displays
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Head-coupled displaysHead-coupled displays
Par de binóculos montado através de um braço articulado
• Vantagens:– Resolução (normalmente CRTs são
utilizados).– Leve– rastramento de maior precisão sem atrasos
(lags)
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Head-coupled displaysHead-coupled displays
• Desvantagens:– Movimentação limitada do usuário– Inércia– Baixa sensação de imersão
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Projection-based displaysProjection-based displays
Sistemas de projeção estéreo: cinema 180o
– ex: CAVE, Virtual Portal
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Projection-based displaysProjection-based displays
• Vantagens– Alta resolução– grande campo de visão (FOV Field Of View)– Sistema não invasivo– Fácil compartilhamento– Não isolamento do mundo real– Não há a necessidade de recriar objetos
reais
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Projection-based displaysProjection-based displays
• Desvantagens– Espaço de set-up– violação de oclusão– requer calibração de precisão dos
projetores– requer calibração precisa das bordas– requer sistemas sofisticados de HW e
SW para sincronização das imagens– requer maior número de máquinas
gráficas
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Sistemas de RastreamentoSistemas de Rastreamento
• Sistemas de Rastreamento de Posição
),,( ZYXP
),,( DzDyDxV
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Sistemas de RastreamentoSistemas de Rastreamento
• Aspectos Importantes– Latência– Graus de Liberdade– Invasivos x Não Invasivos (Transparência)
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Sistemas de RastreamentoSistemas de Rastreamento
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Sistemas de RastreamentoSistemas de Rastreamento
• Tipos– Eletromagnéticos– Ópticos– Mecânicos– Acústicos– Inérciais
• giroscópios, conservação do momento Angular)• Acelerômetros
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Dispositivos de EntradaDispositivos de Entrada
• Tipos de Experiências em RV– Passivas– Exploratórias– Interativas
• Dispositivos– Data Glove (luva de dados)– Pinch Gloves (luva de contato)– Joysticks 3D– Reconhecimento de Voz
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Dispositivos de EntradaDispositivos de Entrada
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Dispositivos HapticDispositivos Haptic
• Oferecem sentido de tato:– pressão– textura– elastidade– rugosidade– forma– peso
• Dispositivos de Entrada/Saída – Posição– Força
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Dispositivos HapticDispositivos Haptic
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Dispositivos GráficosDispositivos Gráficos
• PCs com placas gráficas• Estações de trabalho mono-processadoras• Estações de trabalho multiprocessadoras• Estações Gráficas com múltiplas placas
gráficas• Estações Gráficas conectadas a
supercomputadores