Masters : SIA & ICSI. Alex (Alejandro) García-Alonso A. García-Alonso 1
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- Amparo Pinto Robles
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1 Masters : SIA & ICSI Alex (Alejandro) García-Alonso A. García-Alonso 1
2 Presentación Profesor Biografía etapas A. García-Alonso 2
3 Presentación Presentación alumnas/os nombre, titulación y procedencia, ubicación: empresa, grupo investigación, buscando Encuesta A. García-Alonso 3
4 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 A. García-Alonso 4
5 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 A. García-Alonso 5
6 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 6
7 Repositorio (links) Profesor: Repositorio asignatura: Otras presentaciones : Otro material : A. García-Alonso 7
8 Generar Imágenes (Gráficos por Computador) & Interacción VR-Introducción A. García-Alonso 8
9 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 VR-Introducción A. García-Alonso 9
10 GxC apuntes históricos 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 VR-Introducción A. García-Alonso 10
11 Interacción persona-computador 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 VR-Introducción A. García-Alonso 11
12 Terminología Telepresencia Visualización retransmitir (Mars Rover) vs. generar (videojuego) Simulación Visualización Prudencia al usar el término simulación (siguiente transparencia : real time ) Animación 3D variedad hasta el equívoco Academia : modelos, animación, simulación Público gral : imágenes estereoscópicas VR-Introducción A. García-Alonso 12
13 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, ) VR-Introducción A. García-Alonso 13
14 Interfaces Desktop Terminología Visualización imágenes modelos/entornos 3D (visualización interactiva) 3D estéreo Inmersiva (VR, AR, MR) VR-Introducción A. García-Alonso 14
15 Terminología : 3D (estereo) Pasivo, Activo, Autoestereo Cines, home, publicidad Otros : anaglyph images (anaglifos), goggles (+ lentillas, proyección directa sobre ojo), holográficos VR-Introducción A. García-Alonso 15
16 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 VR-Introducción A. García-Alonso 16
17 Inmersión Recibir acciones de la(s) persona(s) + Modelo físico (geometría + propiedades) + Simulación ( leyes físicas + relaciones + IA ) + Generar sensaciones ligaduras mecánicas gravedad, electrostática,... térmicas comportamientos (rebaños/ia) => I N M E R S I Ó N VR-Introducción A. García-Alonso 17
18 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 VR-Introducción A. García-Alonso 18
19 Comunicación : RE / VE Real environment (medio ambiente real: mundo y personas) Vista gestos, acciones Oído habla Tacto bidireccional (coupled)!!! Gusto Olfato (temperatura, fuerza, presión, rugosidad, etc.) Virtual environment Nos limitaremos a comunicación : VE usuario Prescindimos de : avatar(es) usuario VR-Introducción A. García-Alonso 19
20 Comunicación : del VE al usuario Nos muestra imágenes Nos habla o genera sonidos Realimentación háptica Nos ofrece sabores u olores VR-Introducción A. García-Alonso 20
21 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, VR-Introducción A. García-Alonso 21
22 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 VR-Introducción A. García-Alonso 22
23 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 VR-Introducción A. García-Alonso 23
24 frame buffer pixel, resolución Conceptos básicos memoria en la tarjeta gráfica 256 colores tabla de colores + índice de color true color ( ) 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 VR-Introducción A. García-Alonso 24
25 frame o cuadro tiempo real off line Conceptos básicos generación / reconocimiento (síntesis/análisis) cooperación texturas i/f de usuario generación, síntesis, infografía, GxC modelos animación visualización VR-Introducción A. García-Alonso 25
26 modelos geometría y topología materiales fuentes de luz animación Elementos de GxC posición cuerpos, luces, cámaras,... transformación de cámara (perspectiva, paralela,...) cambios de propiedades en el tiempo, deformaciones, crecimiento, leyes físicas o comportamientos,... VR-Introducción A. García-Alonso 26
27 ... 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,... VR-Introducción A. García-Alonso 27
28 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 VR-Introducción A. García-Alonso 28
Presentación Profesor. Temas I ( 3 a 21 febrero)
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