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© Copyright MKZ 1999.1PEE 5787 - Realidade Virtual1 PEE-5787 - Realidade Virtual Marcelo Knörich Zuffo 2 a Aula.

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1 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual1 PEE Realidade Virtual Marcelo Knörich Zuffo 2 a Aula

2 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual2 Sumário Perspectiva Histórica: The SketchPad 1962 Sensorama 1966 The Ultimate Display 1967, Trabalhos no MIT Nasa 1980.

3 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual3 Sumário Aplicações Atuais: Engenharia Medicina Previsão Meteorológica Simulação de Vôo Simulação Espacial Entretenimento.

4 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual4 Sensorama

5 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual5 Conceitos 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.

6 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual6 Conceitos Enquanto a visão geral da Realidade Virtual estabelece ambientes imersivos em 3D e interativos, poucas aplicações praticas ultrapassaram as fronteiras dos laboratórios de pesquisa.

7 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual7 Tecnologias 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

8 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual8 Dispositivos de Apresentação Visual 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.

9 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual9 Categorias 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

10 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual10 Desktop displays

11 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual11 Desktop displays Vantagens –Custo, flexibilidade e facilidade de implementação –Alta resolução 1600x1200 –Familiar ao usuário –compartilhamento por vários usuários. –Ex. Crystal Eyes

12 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual12 Desktop displays Desvantagens –Baixo grau de imersão –Falta de visão lateral –baixo campo de movimentação –violação de campo estereoscópico

13 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual13 Head-mounted displays Par de telas um para cada olho: –LCDs (Liquid Cristal Displays) (baixa resolução, brilho e contraste) –CRTs (Cathode Ray tubes)

14 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual14 Head-mounted displays

15 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual15 Head-mounted displays Vantagens –Campo largo de visão –Sentido de imersão –Custo relativamente baixo

16 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual16 Head-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

17 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual17 Head-coupled displays Par de binóculos montado através de um braço articulado

18 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual18 Head-coupled displays

19 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual19 Head-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)

20 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual20 Head-coupled displays Desvantagens: –Movimentação limitada do usuário –Inércia –Baixa sensação de imersão

21 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual21 Projection-based displays Sistemas de projeção estéreo: cinema 180 o –ex: CAVE, Virtual Portal

22 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual22 Projection-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

23 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual23 Projection-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

24 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual24 Sistemas de Rastreamento Sistemas de Rastreamento de Posição ),,(ZYXP ),,(DzDyDxV

25 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual25 Sistemas de Rastreamento Aspectos Importantes –Latência –Graus de Liberdade –Invasivos x Não Invasivos (Transparência)

26 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual26 Sistemas de Rastreamento

27 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual27 Sistemas de Rastreamento Tipos –Eletromagnéticos –Ópticos –Mecânicos –Acústicos –Inérciais giroscópios, conservação do momento Angular) Acelerômetros

28 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual28 Dispositivos 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

29 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual29 Dispositivos de Entrada

30 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual30 Dispositivos Haptic Oferecem sentido de tato: –pressão –textura –elastidade –rugosidade –forma –peso Dispositivos de Entrada/Saída –Posição –Força

31 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual31 Dispositivos Haptic

32 © Copyright MKZ PEE Realidade Virtual32 Dispositivos 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


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