Rzeczywistość rozszerzona i wirtualna

Click here to load reader

  • date post

    18-Apr-2022
  • Category

    Documents

  • view

    0
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Rzeczywistość rozszerzona i wirtualna

Wirtualna rzeczywistomgr in. Piotr Bratoszewski
mgr in. Szymon Zaporowski
1
Wprowadzenie
• wysokiej jakoci interfejs uytkownika z symulacj w czasie rzeczywistym i interakcj poprzez wiele kanaów sensorycznych
• odczuwanie wyimaginowanego (wirtualnego) wiata jak wiata realnego. Wyimaginowana rzeczywisto jest symulacj tworzon przez komputer. Dane sensoryczne dostarczane s do mózgu przez wyspecjalizowany system.
2
1
2
2020-05-13
2
Wprowadzenie
• Sposoby tworzenia wirtualnych i czciowo wirtualnych wiatów, w zalenoci od tego jakie obiekty rzeczywiste i wirtualne znajduj si w obrazie, podzielono na nastpujce kategorie:
– rodowisko rzeczywiste (ang. Reality)
3
Wprowadzenie
pene zanurzenie
Sensorama – 1950, twórca kina Morton Heilig • Stereoskopia • Kolorowy obraz ruchomy • Dwik Stereo • Aromaty • Wiatr • Wibracje
6
5
6
2020-05-13
4
Rys historyczny
• In 1966, Thomas A. Furness III przygotowa rozwizania dla Si Powietrznych Stanów zjednoczonych w postaci wizyjnego symulatora lotów
7
-1988 komercyjny pocztek VR
9
• kreowanie rodowiska polega na cyfrowym wygenerowaniu obrazu 3D, czyli przedmiotów, przestrzeni, postaci i zdarze na scenie 3D
10
9
10
2020-05-13
6
Uwaga
stereoskopowy, skadajcy si z lewej i prawej skadowej (stereoskopowy obraz 3D)
–w grafice komputerowej – obraz 2D przedstawiajcy wiat 3D (obraz pseudo 3D)
11
postaciami etc. wirtualnego wiata (manipulatory, rkawice)
12
11
12
2020-05-13
7
(poza systemem komputerowym) – kask wirtualny (lub okulary stereoskopowe)
– system prezentacji dwiku (suchawki)
– manipultory (przekazywanie ruchu)
wiecie
14
13
14
2020-05-13
8
ale stymulacji pozostaych zmysów za pomoc: – dwiku – zapachu – smaku – dotyku
• obecnie w systemach VR najczciej stosuje si projekcj obrazu i dwiku, cho w ostatnim czasie ronie znaczenie technologii haptycznej (umoliwiajcej stymulacj zmysu dotyku)
• istniej systemy penej wirtualnej rzeczywistoci, jednak obecnie s to systemy eksperymentalne, wymagajce: specjalnych systemów projekcji, kombinezonów, rkawic, podwieszanych „uchwytów” dla czowieka, które umoliwiaj odwzorowanie jego ruchów w przestrzeni wirtualnej
15
16
15
16
https://trojmiasto.tv/Laboratorium-Zanurzonej-Wizualizacji-Przestrzennej-Gdansk-06-03-2020-video-40186.html
2020-05-13
9
obecnie najbardziej zaawansowanym systemem tworzenia wirtualnej rzeczywistoci jest CAVE
– 3 ciany i podoga jako ekrany projekcyjne z projektorami umieszczonymi na zewntrz
– technika migawkowa
17
Oculus Rift
• Two OLED displays with a combined resolution of 2160 x 1200
• 90 FPS refresh rate • Accelerometer, gyroscope, and
magnetometer • 360-degree headset tracking via
Constellation IR camera • Horizontal field of view greater
than 100º • Cena: 3000 PLN
Wysokie wymagania sprztowe: >Intel i5 CPU, 8GB of RAM Nvidia GTX 970 or AMD 290
18
17
18
2020-05-13
10
Oculus Rift • „Konstelacja” diod IR w celu poprawy precyzji ledzenia ruchów gowy
19
Inne systemy VR
• Valve Index – system posiada w kontrolery i 2 kamery ledzce ruchy uytkownika. Google posiadaj 2 wywietlacze 1440x1600 LCD z odwieaniem do 144 Hz. Cena – ok 4700 PLN
23
Inne systemy VR
• Samsung VR Gear – smartfon jak wywietlacz, dodatkowe kontrolery. Cena ok. 500 PLN
24
23
24
2020-05-13
13
• HTC VIVE – kontrolery ruchu i kamery ledzce ruch uytkownika, rozdzielczo wywietlacza 2160 x 1200 (1080 x 1200 na kade oko). Cena ok. 2700 PLN
25
Odwieanie: 120Hz, Cena:ok 1600 PLN
26
25
26
2020-05-13
14
27
Rozwizanie all-in-one; jednostka obliczeniowa i OS Windows 10 w okularach;
4 kamery RGB, kamera gbi
Bateria: 2-3 godz.
29
wiata wirtualnego, generowanymi komputerowo
– interaktywny w czasie rzeczywistym
– „zastpienie” wiata rzeczywistego
– interakcja ze wiatem wirtualnym
Rzeczywisto rozszerzona jest trudniejsza w implementacji ni wirtualna rzeczywisto:
• interakcja pomidzy wiatem rzeczywistym i wirtualnym
34
33
34
2020-05-13
18
35
• wywietlacz wideo (ang. video see-through based)
• monitor lub projektor (ang. monitor based)
AR – systemy projekcji obrazu
36
35
36
2020-05-13
19
37
38
37
38
2020-05-13
20
AR – detekcja i ledzenie markerów
• Czarno-biae markery w systemach AR
– na podstawie ich pooenia w obrazie 2D oraz zakodowanej w postaci kodu binarnego informacji okrela si pooenie syntetycznych obiektów nakadanych na obraz rzeczywisty
39
przymierzalnia
42
41
42
2020-05-13
22
AR – wybrane zastosowania • Gry terenowe – Ingress, Pokemon Go, Harry Potter Wizards
Unite
43
44
43
44
2020-05-13
23
• Responsywno – zapewnienie opónienia niezauwaalnego dla ludzkiego oka (m.in. rendering obiektów wirtualnych w czasie rzeczywistym)
• Zgodno geometrii kamery wirtualnej z geometri kamery rejestrujcej wiat rzeczywisty
• Odpowiednie wkomponowanie obiektów wirtualnych w rzeczywist scen: – odzwierciedlenie warunków owietlenia
– przysanianie obiektów 45
45
46
2020-05-13
24
Tworzenie oprogramowania
• Unity 3D – silnik do tworzenia gier z darmow licencj pozwalajcy na tworzenie rozwiza AR/VR
47
A- frame – sieciowy framework do tworzenia prostyk aplikacji rzeczywistoci wirtualnej. Kod pisany wikszoci w javascript i html. Wykorzystany w wiczeniu laboratoryjnym.
Przykadowy projekt z wykorzystaniem tego framewokra: https://aframe.io/examples/showcase/moonrider/
48
47
48
https://aframe.io/examples/showcase/moonrider/
2020-05-13
25
49
Tworzenie oprogramowania
Unreal Engine 4 – rodowisko posiada wsparcie dla Oculus VR, SteamVR, Google VR, Samsung Gear Vr.
50
49
50
2020-05-13
26
Tworzenie oprogramowania CryEngine – wsparcie dla twórców VR dostpne od 2018 roku, brak wikszych produkcji wspierajcych w peni VR
51
52
51
52
2020-05-13
27
• Rozwizanie od Google na mapowanie przestrzeni widzianej przez smartfon i dodawanie obiektów AR
• Strona projektu: https://developers.google.com/tango/
• Projekt w roku 2017 zosta zawieszony, nie speni pokadanych w nim oczekiwa
• By to pierwszy, duy framework do tworzenia aplikacji AR
55
57
Gry
Half Life Alyx – gra studia Valve, ukazaa si wraz z premier zestawu VR Index, najlepsza immersja sporód wszystkich gier VR dotychczas
58
57
58
2020-05-13
30
Gry Boneworks - gra stworzona w silniku Unity, z zaawansowan fizyk, przeznaczona na gogle VR
59