La Ricerca Internazionale e    gli Scenari Tecnologici                                               Paolo Nesi      DISIT...
Sommario  •   Applicazioni  •   AR: Elementi Aggiuntivi  •   AR: Principali Paradigmi  •   Scenari di Fruizione  •   Produ...
AG: Applicazioni                         • Produrre informazioni                            – per/prima-di arrivare all’ev...
Analisi di stile e strategie      Visualization of Sports using Motion Trajectories:      Providing Insights into Performa...
Realtà Aumentata, Augmented Reality          • Diretta:            – aggiungere informazioni alla realtà              tram...
AR: Elementi Aggiuntivi   • Mettere in evidenza   • Descrittori / informazioni   • Punti sensibili per funzioni     intera...
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AR: Elementi AggiuntiviPISTE Project                                • Per descrivere/dare informazioni                    ...
PISTE Project                PISTE Project            Paolo Nesi, Dicembre 2011   9
AR: Elementi Aggiuntivi, modali   AXMEDIS Project, DISIT                            • Punti sensibili per funzioni        ...
AR: Elementi Aggiuntivi                               • Viste sincronizzate,                                    multivideo...
AR: Elementi Aggiuntivi                 • Ricostruzione 3D della                   scena o di elementi nella              ...
AR: Principali Paradigmi  • Aggiunta di Elementi AR nella    scena virtuale/rappresentata    rispetto alla reale  • Aument...
AR: Paradigmi• Aggiunta di Elementi AR nella scena  virtuale/rappresentata rispetto alla  reale:  – overlay/sovrapposizion...
AR: Paradigm, Aumento Risoluz.              • Aumento della                risoluzione                     – ZOOM tramite ...
AR: Paradigm, Visione d’InsiemeFascinatE project    • Aumento della visione di insieme per      composizione di immagini e...
AR: Paradigm, Augmented Mirror                              • Augmented Mirror, vedere se                                s...
AR: Paradigm, Presence  • Entrare nella scena, sense of    presence    – Vedere se stessi nel contesto      dell’evento sp...
Scenari di Fruizione  • Broadcast:    • DVBS, DVBT/MHP, WebTV, streaming, even      ti live o in differita  • WEB: ipTV, W...
Scenario Broadcast• Ricezione di video/immagini con Elementi AR• Difficoltà di attivazione di informazioni sulla  base di ...
Scenario WebTV, IP-TV, Browser                  • Ricezione di video/immagini con                    Elementi AR          ...
Scenario Mobile: server/client                              • Visione personale, Personal view                            ...
Scenario Mobile: client (server)    • Visione personale, Personal view    • Acquisizione di informazioni di contesto o    ...
Scenario Sociale, tematico per             • seguire I propri paladini             • seguire le proprie pratiche          ...
Produzione di AR Elements • Authoring Manuale   – quotazione dell’immagine, traiettorie     sull’immagine   – Sovrapposizi...
Metodi di attivazione/interazione         • Acquisizione informazioni, eventi di           attivazione:            – QR, b...
Tecnologie Multidisciplinari   • Elaborazione del segnale video, audio, immagini      – Estrazione, riconoscimento, analis...
Problematiche Tecniche    • Costo dei Sensori, posizionamento e calibrazioni    • Cambiamenti nelle: condizioni di      ac...
Problematiche generali  • Comprensibilità  • Usabilità  • Interesse dell’utente ad utilizzarle  • Accettabilità  • Costo s...
Conclusioni• Moltissime applicazioni che promettono  grande interesse da parte degli utenti finali• Svariati modelli e par...
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References • Takayoshi KOYAMA, Itaru   KITAHARA, Yuichi OHTA, Live Mixed-   Reality 3D Video in Soccer Stadium, IEEE   and...
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Augmented Reality: la ricerca internazionale e gli scenari tecnologici

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Slide dell'intervento di Paolo Nesi (Direttore del Distributed Systems and Internet Technology Lab, Università di Firenze) al Convegno e tavola rotonda
"Comunicazione, Augmented Reality e futuro dello sport"
15 dicembre 2011 - Museo del calcio - Coverciano/Firenze
(a cura di Communication Strategies Lab e Comunicazione Generativa)

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Augmented Reality: la ricerca internazionale e gli scenari tecnologici

  1. 1. La Ricerca Internazionale e gli Scenari Tecnologici Paolo Nesi DISIT Lab: Lab. Sistemi Distribuiti e Tecnologie Internet Dipartimento di Sistemi e Informatica Universita’ degli Studi di Firenze http://www.disit.dsi.unifi.it nesi@dsi.unifi.it, paolo.nesi@unifi.it Tel: 0554796523, fax: 055-4796363 Via S. Marta 3, 50139 Firenze Comunicazione, Augmented Reality e il futuro dello sport Museo del Calcio- Coverciano (FI) viale A. Palazzeschi, n. 20 - Firenze 15 dicembre 2011 1
  2. 2. Sommario • Applicazioni • AR: Elementi Aggiuntivi • AR: Principali Paradigmi • Scenari di Fruizione • Produzione • Metodi di Attivazione • Tecnologie e problematiche • Conclusioni Paolo Nesi, Dicembre 2011 2
  3. 3. AG: Applicazioni • Produrre informazioni – per/prima-di arrivare all’evento – durante un eventoEyePly – per chi fa sport: condizioni, lavoro…http://www.eyeply.com/ • Rappresentazione aumentata di eventi sportivi – descrizione delle tattiche di gioco – sommario di video per scene – studio del comportamento degli atleti, eventi, etc. – supporto alla decisioni di arbitri/referee, identificazione di condizioni di gioco • Social network per lo sport, attrazione della comunità • Supporto alla riabilitazione Paolo Nesi, Dicembre 2011 3
  4. 4. Analisi di stile e strategie Visualization of Sports using Motion Trajectories: Providing Insights into Performance, Style, and Strategy, --IBM T.J.Watson Research Center, --Bell Labs, Lucent Technologies Paolo Nesi, Dicembre 2011 4
  5. 5. Realtà Aumentata, Augmented Reality • Diretta: – aggiungere informazioni alla realtà tramite • Cartelli di indicazione, QR/Barcode, RFID, G PS, audio guide, .. • Accessibili con o senza dispositivi • Indiretta: – creare delle rappresentazioni aumentate tramite le quali si accede a delle informazioni. Le rappresentazioni aumentate sono a loro volta • video, immagini, mappe, guide Paolo Nesi, Dicembre 2011 5
  6. 6. AR: Elementi Aggiuntivi • Mettere in evidenza • Descrittori / informazioni • Punti sensibili per funzioni interattive • Stimolare altre sensazioni • Viste sincronizzate • Ricostruzione 3D della scena o di elementi nella scena Paolo Nesi, Dicembre 2011 6
  7. 7. AR: Elementi Aggiuntivi • Per Mettere in evidenza – Posizioni di persone e/o oggetti – Traiettorie di palle/oggetti e/o persone • Curve sovrapposte • Effetti stroboscopici: istanti di uno PISTE Project stesso gesto atletico, uomo che salta – Distanze fra punti con misure • Proiezione di punti e linee – Velocità • Valori, diagrammi Paolo Nesi, Dicembre 2011 7
  8. 8. AR: Elementi AggiuntiviPISTE Project • Per descrivere/dare informazioni – Evidenti: • Testuali con e senza etichette • Velocità di oggetti e persone • Distanze • Identificativi: nomi di persone, oggetti/aree. – Non Evidenti • Pubblicità: cartelloni personalizzati, orientati e illuminati opportunamente • Scritte sul pubblico: animate, deformate opportunamenteInstitute of New Imaging TechnologiesUniversitat Jaume, Spain Paolo Nesi, Dicembre 2011 8
  9. 9. PISTE Project PISTE Project Paolo Nesi, Dicembre 2011 9
  10. 10. AR: Elementi Aggiuntivi, modali AXMEDIS Project, DISIT • Punti sensibili per funzioni interattive – Gadget, bottoni – Animazioni 2D – Personaggi virtuali, avatar • Produrre altre sensazioni – Rumori, Odori, – Vibrazioni, Oscillazioni, movimen ti – Etc. Paolo Nesi, Dicembre 2011 10
  11. 11. AR: Elementi Aggiuntivi • Viste sincronizzate, multivideo/immagini – stessa scena da diversi punti di vista o in tempi differiti – scene simili con persone diverse, stesso gesto atletico – Tecniche di PiP, tiled, etc. • In aggiunta – Navigazione fra scene e annotazioni MyStoryPlayer solution, DISIT – Registrazione della navigazione fra scene/annotazioni Paolo Nesi, Dicembre 2011 11
  12. 12. AR: Elementi Aggiuntivi • Ricostruzione 3D della scena o di elementi nella scena – Ricostruzione dell’ambiente – Ricostruzione del movimentoPISTE Project dell’atleta come Avatar (tipicamente off line) • Uso di video camera e appositi sensori • Tipicamente off line Paolo Nesi, Dicembre 2011 12
  13. 13. AR: Principali Paradigmi • Aggiunta di Elementi AR nella scena virtuale/rappresentata rispetto alla reale • Aumento della risoluzione, accesso al dettaglio • Aumento della visione di insieme • Augmented Mirror • Entrare nella scena, «presence» Paolo Nesi, Dicembre 2011 13
  14. 14. AR: Paradigmi• Aggiunta di Elementi AR nella scena virtuale/rappresentata rispetto alla reale: – overlay/sovrapposizione di Elementi di AR – Interagire con Elementi AR guardando la rappresentazione aumentata e non la realtà BBC Research OnScreenCommunication Paolo Nesi, Dicembre 2011 14
  15. 15. AR: Paradigm, Aumento Risoluz. • Aumento della risoluzione – ZOOM tramite telecamera: cellulare o occhiali – Aggiunta in overlay di Elementi di AR – Attivazione automatica di elementi nella scienza aumentata (e.g., video) Paolo Nesi, Dicembre 2011 15
  16. 16. AR: Paradigm, Visione d’InsiemeFascinatE project • Aumento della visione di insieme per composizione di immagini e/o selezione specifica: – Acquisizione/Visione dell’intero stadio a 360 gradi – Scelta del punto di visione personale e/o da parte del regista Paolo Nesi, Dicembre 2011 16
  17. 17. AR: Paradigm, Augmented Mirror • Augmented Mirror, vedere se stessi oppure oggetti con informazioni aggiunte (per didattica e/o recupero) – Verifica della posizioneImaestro EC Project, – Vedersi insieme ad Elementi ARUniv. Leeds, DISIT involved per valutare cosa e come si sta facendo – Revisione del gesto atletico – Accelerazione dell’apprendimento – Accelerazione del recupero Paolo Nesi, Dicembre 2011 17
  18. 18. AR: Paradigm, Presence • Entrare nella scena, sense of presence – Vedere se stessi nel contesto dell’evento sportivo da una posizione diversa a quella attuale – Stare sul campo per vedere la partita invece che al proprio posto – Ricevere effetti aggiuntivi per dare la sensazione di presenza nel posto remoto: «presence» Paolo Nesi, Dicembre 2011 18
  19. 19. Scenari di Fruizione • Broadcast: • DVBS, DVBT/MHP, WebTV, streaming, even ti live o in differita • WEB: ipTV, WebTV, browser • visione di eventi registrati, accesso on demand • Mobile: l’utente • è ad evento sportivo • si muove intorno ad un evento • svolge attività sportiva • Scenario Sociale (trasversale) Paolo Nesi, Dicembre 2011 19
  20. 20. Scenario Broadcast• Ricezione di video/immagini con Elementi AR• Difficoltà di attivazione di informazioni sulla base di Elementi di AR interattivi• informazioni veicolate nello stream principale (e.g., MHP, MPEG-4): – per passare ad altri canali – per accedere ad altre informazioni – meno efficace su DVB e + su IP• Scenari aggiuntivi possibili basate sul decoder – viste multiple, attività sociali Paolo Nesi, Dicembre 2011 20
  21. 21. Scenario WebTV, IP-TV, Browser • Ricezione di video/immagini con Elementi AR • Attivazione di informazioni sulla base di Elementi AR interattivi che possono portare ad elementi non previsti nello stream principale: – passare ad altri canaliSee SportVision – accedere ad informazioni • Scenari possibili: – viste multiple, etc. – attività sociali: voti, commenti, twitter, connessioni con altri gruppi/persone, etc. Paolo Nesi, Dicembre 2011 21
  22. 22. Scenario Mobile: server/client • Visione personale, Personal view • Acquisizione del contesto (posizione, immagini, etc.) eSee IBM solution forWimbledon 2009 comunicazione di questo al server/cloud – Attivazione con QR, GPS, RFID o via algoritmi di riconoscimento della scena, – file audio, immagini, informazioni, etc.http://www.hackneyhear.com/ • informazioni fornite da server, e.g.: – velocità della palla, punteggio, … • Attività sociali: – voti, commenti, twitter, networking, etc. Paolo Nesi, Dicembre 2011 22
  23. 23. Scenario Mobile: client (server) • Visione personale, Personal view • Acquisizione di informazioni di contesto o da elaborare (GPS, immagini, audio, etc.) • Attivazione con QR, GPS, RFID o via algoritmi di riconoscimento della scena, del file audio, delle immagini, etc. • Stima di informazioni direttamente dal mobile – E.g., riconoscimento di targhe, numeri, etc. • Attività sociali paritarie leggere Paolo Nesi, Dicembre 2011 23
  24. 24. Scenario Sociale, tematico per • seguire I propri paladini • seguire le proprie pratiche • discutere sui risultati ed incontrare altri fun • incontrare altri sportivi • tenere compatta la comunita’ • organizzare I propri eventi sportivi • Avere risutlati e statistiche • Rivedere eventi in AR • Comporre il proprio team • Accedere a servizi aggiuntivi • Etc. etc. Paolo Nesi, Dicembre 2011 24
  25. 25. Produzione di AR Elements • Authoring Manuale – quotazione dell’immagine, traiettorie sull’immagine – Sovrapposizione su video • Authoring Assistito, per esempio: – Calibrazione, marcatura dei punti, algoritmi di image processing e ricostruzione,  – valutazione delle distanze, velocità, traiettorie, etc. • Authoring automatico (on-line/off- line, server side, cloud computing) – Ricostruzione movimenti nella scena, traiettorie Paolo Nesi, Dicembre 2011 25
  26. 26. Metodi di attivazione/interazione • Acquisizione informazioni, eventi di attivazione: – QR, barcode 2D, RFID – Click/bottoni/link: mobile, PC, TV • Comandi Vocali: – Audio processing: speach recognition • Comandi Gestuali: – Accelerometri e Giros/giroscopi • Posizione: – Acquisizione di immagini  contesto – GPS, WiFi, Celle di connessione, Irda, BT, • Pensiero: – Human Brain Signals Paolo Nesi, Dicembre 2011 26
  27. 27. Tecnologie Multidisciplinari • Elaborazione del segnale video, audio, immagini – Estrazione, riconoscimento, analisi del moto, calibrazioni • Calcolo Parallelo per elaborazioni in tempo reale • Grafica 3D, ricostruzione, animazione • Modellazione di informazioni semantiche e loro indicizzazione e recupero • Distribuzione di contenuti complessi, media grid computing • Sistemi di programmazione e progettazione Server • Social Media computing, suggestions • Mobile Computing e cloud computing • Collaborative work Paolo Nesi, Dicembre 2011 27
  28. 28. Problematiche Tecniche • Costo dei Sensori, posizionamento e calibrazioni • Cambiamenti nelle: condizioni di acquisizione, luce, colore, dimensione oggetti, forma e deformazioni, occlusioni, etc. • Produzione del contenuto aumentato, authoring • Costo computazionale e pertanto ritardi per andare in tempo reale • Distorsioni fra quello che uno vede fuori e quello che uno vede sul mobile • Precisione per poter adattare la visione aumentata in base alla posizione precisa dell’utente, per esempio se muove la testa, il mobile, etc. Paolo Nesi, Dicembre 2011 28
  29. 29. Problematiche generali • Comprensibilità • Usabilità • Interesse dell’utente ad utilizzarle • Accettabilità • Costo server side • Applicabilità con gli strumenti in uso da parte dell’utente • Precisione Paolo Nesi, Dicembre 2011 29
  30. 30. Conclusioni• Moltissime applicazioni che promettono grande interesse da parte degli utenti finali• Svariati modelli e paradigmi che possono e devono essere completamente sviluppati• Ampi margini di sviluppo per I nuovi sistemi mobili e di distribuzione di contenuti digitali• Forti innovazioni in relazione alle attivitia sociali e di interazione. Paolo Nesi, Dicembre 2011 30
  31. 31. Paolo Nesi, Dicembre 2011 31
  32. 32. Paolo Nesi, Dicembre 2011 32
  33. 33. Paolo Nesi, Dicembre 2011 33
  34. 34. References • Takayoshi KOYAMA, Itaru KITAHARA, Yuichi OHTA, Live Mixed- Reality 3D Video in Soccer Stadium, IEEE and ACM International Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR ’03) Paolo Nesi, Dicembre 2011 34

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