Presentación Profesor. Temas I ( 3 a 21 febrero)

Transcripción

1 Presentación Profesor Presentación alumnas/os Masters : SIA & ICSI Biografía etapas Presentación nombre, titulación y procedencia, ubicación: empresa, grupo investigación, buscando Encuesta Alex (Alejandro) García-Alonso A. García-Alonso 1 A. García-Alonso 2 A. García-Alonso 3 Asignaturas SIA : Visualización Interactiva y Cooperativa en Realidad Virtual y de Simulación 3D Realidad Virtual ICSI Realidad virtual y aumentada: interacción 3D multimodal Realidad Virtual Realidad Aumentada interacción 3D multimodal : hápticos Temas I ( 3 a 21 febrero) Conceptos, Hª, terminología, equipos Rendering (generación imágenes en VR) Conceptos Generar imágenes 3D (tecnología estéreo) Problemas geométricos en VR Modelos Problemas APIs (práctica) : opengl Temas II ( 24 febrero a 12 marzo) (obligatorio para ICSI, libre para SIA) AR Markers Sin markers Generación imágenes para AR Hápticos equipos geometría haptic rendering A. García-Alonso 4 A. García-Alonso 5 A. García-Alonso 6 1

2 Repositorio (links) Profesor: Repositorio asignatura: Otras presentaciones : Otro material : Generar Imágenes (Gráficos por Computador) & Interacción Areas de aplicación Viedojuegos Simuladores Medicina Entrenamiento de operadores (máquinas y vehículos) Arquitectura y decoración CAD, fabricación, montaje, mantenimiento,... Visualización científica (fluidos, deformaciones) Preparación de efectos especiales en cine Mundos virtuales A. García-Alonso 7 A. García-Alonso 8 A. García-Alonso 9 GxC apuntes históricos Interacción persona-computador Terminología 1970 Plotter 1975 Vector images ( osciloscopio ) Tektronix 1980 raster ( terminals, PCs, micros) 1983 (z) depth-buffer (3D, Clark geometry engine ) 1985 Workstation Silicon Graphics 1992 VR : CAVE (Carolina Cruz Neira, Tom DeFanti) 2000 GPU NVidia 2005 Consolas Nintendo, Sony, Microsoft TfnoMóvil, TVstereo, autostereo Historia Tarjetas perforadas (lotes) Terminal alfanumérico (interacción) Gráficos por ordenador (interacción gráfica : GUI ) Sistemas de ventanas (desktop metaphor) Presente y Futuro Realidad Virtual y Realidad Aumentada Sistemas colaborativos 3D GUI (sobremesa, proyectado, aumentado) Wearable computing Telepresencia Visualización retransmitir (Mars Rover) vs. generar (videojuego) Simulación Visualización Prudencia al usar el término simulación (siguiente transparencia : real time ) Animación variedad hasta el equívoco 3D Academia : modelos, animación, simulación Público gral : imágenes estereoscópicas A. García-Alonso 10 A. García-Alonso 11 A. García-Alonso 12 2

3 Terminología Visualización Interactiva ( tiempo real ) (videojuegos, ) GPU, sombras, Imagen a imagen (cine, animación, ) Raytracing, Radiosity Real time (tiempo respuesta / cps Hz) Control (electrónica, mecánica, ) GxC, VR (videojuegos, ingeniería, modelado, animación) Capturar interación del usuario (input devices, visual, táctil, ) Actualizar procesos Generar Feedback (imágenes, haptico, audio, ) Terminología Interfaces Desktop Visualización imágenes modelos/entornos 3D (visualización interactiva) 3D estéreo Inmersiva (VR, AR, MR) Terminología : 3D (estereo) Pasivo, Activo, Autoestereo Cines, home, publicidad Otros : anaglyph images (anaglifos), goggles ( lentillas, proyección directa sobre ojo), holográficos A. García-Alonso 13 A. García-Alonso 14 A. García-Alonso 15 Terminología : immersión Pantalla (NO inmersivo) Proyección envolvente (panel suficientemente grande, pantalla curva, o varias paredes) (inmersión parcial) Inmersion (gemelos -goggles-, periscopio -boom-, casco -head mounted display-, CAVE) (SI inmersivo) Consideraciones sobre 3D Inmersión Recibir acciones de la(s) persona(s) Modelo físico (geometría propiedades) ligaduras mecánicas gravedad, electrostática,... Simulación ( leyes físicas relaciones IA ) térmicas comportamientos (rebaños/ia) Generar sensaciones => I N M E R S I Ó N Inmersión Recibir de la(s) persona(s) input devices ( capture ) Modelo físico estruct. Datos ( modelado ) Simulación algorit. ( animación ) Generar sensaciones output devices ( rendering ) => I N M E R S I Ó N A. García-Alonso 16 A. García-Alonso 17 A. García-Alonso 18 3

4 Comunicación : RE / VE Real environment (medio ambiente real: mundo y personas) Vista gestos, acciones Oído habla Tacto bidireccional (coupled)!!! (temperatura, fuerza, presión, rugosidad, etc.) Gusto Olfato Virtual environment Nos limitaremos a comunicación : VE usuario Prescindimos de : avatar(es) usuario Comunicación : del VE al usuario Nos muestra imágenes Nos habla o genera sonidos Realimentación háptica Nos ofrece sabores u olores Comunicación : del usuario al VE Nos ve: capta posiciones (visión/sensores) e interpreta Cuerpo y extremidades, mano, cara (o sólo boca) Reconoce gestos (posiciones o secuencia movimientos) Nos oye (comando, lenguaje natural) Realimentación háptica nos saborea o nos huele? Acción directa input devices : mouse, wand, haptic, glove, A. García-Alonso 19 A. García-Alonso 20 A. García-Alonso 21 Gráficos por Computador Base para el principal subsistema de salida en VR (recordar esquema) IGS : Image Generation System distintos niveles de abstraccion o encapsulamiento librerías gráficas sistemas gráficos visualizadores de ficheros problemas de I/O IGS : Image Generation System librerías gráficas OpenGL, Direct3D,... sistemas gráficos Inventor, Performer, Ogre, OSG, Sistemas para visualizar bases de datos geométricas muy grandes (HP, SGI, SGI & Microsoft, Second life) Simuladores visualizadores de ficheros DXF, Catia, SolidEdge,... VRML, X3D Conceptos básicos frame buffer pixel, resolución memoria en la tarjeta gráfica 256 colores tabla de colores índice de color true color (8 8 8) refresco de la memoria gráfica información referida a un pixel: RGB (8 x 3 bits) RGBA profundidad Z (2 ó 4 bytes) doble buffering GPUs A. García-Alonso 22 A. García-Alonso 23 A. García-Alonso 24 4

5 Conceptos básicos frame o cuadro tiempo real off line generación / reconocimiento (síntesis/análisis) cooperación texturas i/f de usuario generación, síntesis, infografía, GxC modelos animación visualización Elementos de GxC modelos geometría y topología materiales fuentes de luz animación posición cuerpos, luces, cámaras,... transformación de cámara (perspectiva, paralela,...) cambios de propiedades en el tiempo, deformaciones, crecimiento, leyes físicas o comportamientos, Visualización interactiva o en tiempo real / en espera o en lote visibilidad e iluminación modelo interacción luz-superficie luz ambiente sombras transparencia reflejos profundidad de campo,... A. García-Alonso 25 A. García-Alonso 26 A. García-Alonso 27 El proceso de generación de imagen limpiar frame buffer y z-buffer definir posición y orientación de la cámara (otros parámetros no suelen variar de frame a frame) ( definir luces ) recorrer cuerpos declarar su posición (matriz) recorrer superficies definir material enviar los polígonos swap de frame buffers A. García-Alonso 28 5