PEE-5787 - Realidade Virtual
Marcelo Knörich Zuffo
2a Aula
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Sumário
Perspectiva Histórica:
• The SketchPad 1962
• Sensorama 1966
• The Ultimate Display 1967,
• Trabalhos no MIT 1970.
• Nasa 1980.
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Sumário
Aplicações Atuais:
• Engenharia
• Medicina
• Previsão Meteorológica
• Simulação de Vôo
• Simulação Espacial
• Entretenimento.
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Sensorama
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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.
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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.
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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
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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.
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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
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Desktop displays
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Desktop 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 displays
• Desvantagens
– Baixo grau de imersão
– Falta de visão lateral
– baixo campo de movimentação
– violação de campo estereoscópico
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Head-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 displays
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Head-mounted displays
• Vantagens
– Campo largo de visão
– Sentido de imersão
– Custo relativamente baixo
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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
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Head-coupled displays
Par de binóculos montado através de um
braço articulado
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Head-coupled displays
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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)
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Head-coupled displays
• Desvantagens:
– Movimentação limitada do usuário
– Inércia
– Baixa sensação de imersão
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Projection-based displays
Sistemas de projeção estéreo: cinema 180o
– ex: CAVE, Virtual Portal
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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
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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
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Sistemas de Rastreamento
• Sistemas de Rastreamento de Posição
r
V ( Dx, Dy , Dz )
P( X , Y , Z )
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Sistemas de Rastreamento
• Aspectos Importantes
– Latência
– Graus de Liberdade
– Invasivos x Não Invasivos (Transparência)
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Sistemas de Rastreamento
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Sistemas de Rastreamento
• Tipos
– Eletromagnéticos
– Ópticos
– Mecânicos
– Acústicos
– Inérciais
• giroscópios, conservação do momento Angular)
• Acelerômetros
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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
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Dispositivos de Entrada
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Dispositivos Haptic
• Oferecem sentido de tato:
– pressão
– textura
– elastidade
– rugosidade
– forma
– peso
• Dispositivos de Entrada/Saída
– Posição
– Força
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Dispositivos Haptic
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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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