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Augmented Reality: la ricerca internazionale e gli scenari tecnologici
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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 ...

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 Presentation Transcript

  • 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. PISTE Project PISTE Project Paolo Nesi, Dicembre 2011 9
  • 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. Paolo Nesi, Dicembre 2011 31
  • 32. Paolo Nesi, Dicembre 2011 32
  • 33. Paolo Nesi, Dicembre 2011 33
  • 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