ARToolkit André Braga (ab2) Alysson Feitoza (afs5) Danilo Lima (dlv)

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1 ARToolkit André Braga (ab2) Alysson Feitoza (afs5) Danilo Lima (dlv)
Felipe Franco (fanf) Felipe Ebert (fe) Igor Goes (igp) Patrícia Lustosa (plvr)

2 Roteiro Introdução Realidade Aumentada História Funcionamento
Calibração da Câmera Framework Desenvolvendo uma aplicação Exercícios

3 Introdução ARToolkit é uma biblioteca de suporte a aplicações de RA desenvolvidas em C e C++. Objetivo de incluir elementos virtuais no mundo real dentro da perspectiva de algum usuário .

4 Realidade Aumentada É uma tecnologia de sobreposição de elementos gerados pelo computador no mundo real. Objetiva aumentar a quantidade e qualidade das informações do ambiente. Duas tecnologias: Video See Through e Optical See Through.

5 Realidade Aumentada Limitações:
Objetos só são exibidos depois que os marcadores forem rastreados, isso limita o tamanho e movimento dos objetos virtuais. Marcadores não podem ser muito inclinados. Marcadores grandes: mais fácil de perceber, porém difícil de enquadrar.

6 Realidade Aumentada Video See Through

7 Realidade Aumentada Optical See Through

8 Realidade Aumentada Aplicações: The Ambient Wood Project

9 Realidade Aumentada Aplicações: DARPA
A Agência Americana de Projetos de Pesquisa de Defesa Avançada (DARPA) criou um projeto de vídeo-capacete (HMD) com um visor que pode ser acoplado a um sistema de informação portátil. Sistema fornece informações úteis aos soldados.

10 Realidade Aumentada Aplicações: Quake
Pesquisador australiano criou um protótipo de jogo que combina o famoso jogo Quake com realidade aumentada. O jogo o envolve de tal forma que ele se sente como se estivesse caminhando pelo campus sendo, ao mesmo tempo, um personagem do jogo.

11 Realidade Aumentada Aplicações: Ensino de mecânica quântica
Problema de se ensinar Mecânica Quântica pois envolvem conceitos 3D. Motivados por estas idéias, está sendo desenvolvido, aplicado e avaliado um programa baseado em realidade aumentada para ajudar no estudos dessa matéria.

12 Realidade Aumentada Aplicações: LIRA (Livro Interativo de RA)

13 Realidade Aumentada Aplicações: Engenharia Biomédica

14 História Desenvolvido inicialmente pelo Dr. Hirokazu Kato da Universidade de Osala, Japão. Hoje em dia é mantido pelo Human Interface Technology Laboratory, na University of Washington e pelo HIT Lab NZ, na universidade de Canterbury, Nova Zelândia

15 Funcionamento Captura da imagem real do vídeo e transformação para imagem binária

16 Funcionamento Encontra-se todos os quadrados da imagem binária e compara-os com os gabaritos pré-treinados. Essas regiões são chamados de marcadores. Suas posições são calculadas em relação à câmera e são armazenadas numa matriz 3x4. Modelos gráficos são desenhados precisamente sobre os marcadores

17 Funcionamento Resumo:

18 Calibração de Câmera Propriedades default ARToolKit estão contidas no arquivo de parâmetros da câmera, "camera_para.dat“", que é lido sempre que a aplicação é iniciada. Contudo, usando uma técnica de calibração de câmera é possível gerar um arquivo de parâmetros para câmeras especificas.

19 Calibração de Câmera Processo:
Impressão dos arquivos de padrões de calibração: "calib_cpara.pdf" e "calib_dist.pdf". Eles deverão ser colados separadamente em algum material plano e rígido, tais como dois pedaços de papelão

20 Calibração de Câmera As figuras (a) e (b) mostram estes padrões como vistos pelas lentes das câmeras.

21 Calibração de Câmera Principais propriedades de câmera que devem ser extraídas: O ponto central da imagem da câmera As distorções da lente A distância focal da câmera Essas propriedades são extraídas com o auxílio de dois programas: calib_dist calib_param

22 Framework Biblioteca escrita em C/C++
Plataformas Linux, Windows e Mac OS Usa técnicas de visão computacional Suporta VRML Open Source (licença GPL)

23 Framework Arquitetura:

24 Framework Estrutura interna:
Módulo de Realidade Aumentada: módulo principal com rotinas para rastreamento de marcadores e calibração. Módulo de Vídeo: uma coleção de rotinas de vídeos para capturar os frames do vídeo de entrada. Módulo Gsub: uma coleção de rotinas gráficas baseadas em OpenGL e GLUT. Módulo Gsub_Lite: substitui Gsub com uma coleção de rotinas gráficas mais eficientes, independente do sistema de janelas.

25 Framework Estrutura interna: Estrutura interna com Gsub
Estrutura interna com Gsub_Lite

26 Desenvolvendo uma aplicação
Executar um vídeo avi contendo os marcadores hiro e adicionar objetos gráficos ao vídeo em tempo de execução.

27 Desenvolvendo uma aplicação
Uma aplicação em artoolkit deve seguir os seguintes passos: Passo Um: Inicializar o caminho dos parâmetros de vídeo; Ler os arquivos de padrões de marcadores; Ler os parâmetros de câmera; Passo Dois: Capturar uma quadro da entrada de vídeo;

28 Desenvolvendo uma aplicação
Passo Três: Detectar os marcadores e reconhecer os padrões no quadro capturado da entrada de vídeo; Passo Quatro: Calcular a transformação da câmera em relação aos padrões detectados; Passo Cinco: Desenhar os objetos virtuais nos padrões detectados;

29 Desenvolvendo uma aplicação
Passo Seis: - Fechar a entrada de vídeo.

30 Exercício Modificar o código SimpleTest.c para que ele passe a ler os marcadores hiro e kanji, ao mesmo tempo, e exibam sob os marcadores um cone e um quadrado, respectivamente.