Realidad virtual

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  • 1. Realidad Virtual Realidad Virtual Mat. Ma. del Carmen Ramos Nava [email_address] M. en C. Miguel Miranda Miranda [email_address] Realidad Virtual, DGSCA, UNAM
  • 2. Realidad Virtual ¿ Qué es la realidad virtual?
    • La Realidad virtual (RV) es una experiencia inmersiva, interactiva y multisensorial generada al simular ambientes reales o imaginarios .
  • 3. No es RV
    • QuickTime RV
    • Espacios tridimensionales en web (VRML)
    • Juegos 3D de consola
  • 4. Realidad Virtual Características
    • Realismo visual
    • Punto de inmersión basado en el
    • usuario
    • Interacción multisensorial
  • 5. Realidad Virtual Objetivos en diseño
    • Inmersión
    • Interfaces cómodas
    • Combinación de objetos reales con
    • virtuales
    • Retroalimentación: audio, física
    • Elementos de navegación y control
    • Calidad de despliegue
    • Ambientes virtuales compartidos
    • Uso: General contra específico
  • 6. Realidad Virtual Componentes de RV
    • Despliegues visuales
    • Sistemas de rastreo
    • Dispositivos de entrada
    • Sistemas de sonido
    • Dispositivos de retroalimentación
    • Hardware gráfico y de cálculo
    • Herramientas de software
  • 7. Realidad Virtual
  • 8. Realidad Virtual Despliegues visuales
    • Desktop
    • Head Mounted Display (HMD)
    • Arm Mounted Display
    • Proyección de una pantalla
    • Proyección alrededor
  • 9. Realidad Virtual Desktop Ventajas
    • Alta resolución
    • Interfaz familiar
    • Hardware común y disponible
    • Relativamente barato
    • Fácil instalación
    • Varios usuarios pueden utilizarlo
  • 10. Realidad Virtual Desktop Desventajas
    • Bajo nivel de inmersión
    • Ángulo de visión pequeño
    • No hay vista periférica
    • Rango de movimiento reducido
    • Problemas con estereoscopía
  • 11. Realidad Virtual Head mounted Ventajas
    • Mayor ángulo de visión
    • Buen sentido de inmersión
    • Rango de movimiento amplio
    • Modelos de bajo costo
    • Fácil instalación
  • 12. Realidad Virtual Head mounted Desventajas
    • Interfaz no natural y poco cómoda
    • Distorsiones
    • Demasiado peso
    • Aislamiento del mundo real
    • Se necesita modelar gráficamente objetos reales
    • Dificultad de manipular los objetos reales
    • No es fácil de compartir
  • 13. Realidad Virtual Arm mounted Ventajas
    • Mayor resolución (CTRs)
    • Grandes ángulos de visión
    • Entrar y salir del ambiente de una
    • forma de fácil y rápida
    • No es pesado
    • No hay retrasos al rastrear la
    • posición
    • Fácil de instalar
  • 14. Realidad Virtual Arm mounted Desventajas
    • Movimiento limitado
    • Solo deja libre un brazo
    • Inercia provoca mas trabajo
    • Bajo nivel de inmersión
  • 15. Realidad Virtual Proyección de una pantalla Ventajas
    • Fácil de compartir
    • Interface intuitiva
    • Accesible
  • 16. Realidad Virtual Proyección de una pantalla Desventajas
    • No hay vista periférica
    • Pequeño rango de movimiento
    • Requiere especiales condiciones de
    • instalación
  • 17. Realidad Virtual Proyección en varias pantallas Ventajas
    • Alta resolución
    • Amplio ángulo de visión
    • Fácil de compartir
    • No hay aislamiento del espacio real
    • No necesita recrear objetos reales
  • 18. Realidad Virtual Proyección en varias pantallas
  • 19. Realidad Virtual Proyección en varias pantallas Desventajas
    • Requiere amplios espacios
    • Oclusión
    • Ajuste de las paredes
    • Calibración precisa de los proyectores
    • Software y hardware complejo para
    • coordinar todas las pantallas
    • Requiere varias salidas gráficas
  • 20. Realidad Virtual Sistemas de rastreo
    • Electromagnéticos
    • Mecánicos
    • Acústicos
    • Opticos
    • Procesamiento de imágenes
  • 21. Realidad Virtual Electromagnéticos
    • Elementos estacionarios emiten
    • campos magnéticos
    • Los sensores se colocan sobre el
    • usuario y reportan posición y
    • orientación respecto a la fuente
    • Están sujetos a interferencia en el
    • ambiente
  • 22. Realidad Virtual Ejemplos: Polhemus 3Space, Ascencion Birds, Flock of Birds
  • 23. Realidad Virtual Mecánicos
    • Estructuras rígidas con diferentes
    • uniones. Un extremo es fijado a algún
    • lugar y el otro extremo al objeto para
    • ser rastreado. Los ángulos nos dicen la
    • posición y la orientación.
    • Desventajas: Movimiento es restringido por el rango del extremo de la estructura.
  • 24. Realidad Virtual Mecánicos
  • 25. Realidad Virtual Mecánicos
  • 26. Realidad Virtual Acústicos
    • Utilizan sonido ultrasónico
    • Micrófonos estacionarios con elementos
    • que se pueden mover y emitan sonidos
    • de alta frecuencia
    • Ejemplos: Logitech acoustic tracker
  • 27. Realidad Virtual
  • 28. Realidad Virtual Ópticos
    • Combinación de diodos que emiten luz
    • (LEDs), video cámaras y técnicas de
    • procesamiento de imágenes
    • Desventajas: Retraso, oclusión
  • 29. Realidad Virtual Ópticos
  • 30. Realidad Virtual Procesamiento de imágenes
    • Usa video cámaras para capturar
    • imágenes del usuario
    • Ventajas: No es invasivo
    • Limitaciones: Problemas de oclusión, complejidad en los algoritmos
  • 31. Realidad Virtual
  • 32. Realidad Virtual Dispositivos de entrada
    • Mouse, joystick
    • Guantes
    • Cabinas de autos, bicicletas
    • Captura de movimientos
    • Voz
  • 33. Realidad Virtual Dispositivos de entrada
  • 34. Realidad Virtual Dispositivos Sonido
    • Localización
    • Sonificación
  • 35. Realidad Virtual Dispositivos Haptic
    • Terreno
    • Cuerpo
    • Inercial
    • Dermal
  • 36. Realidad Virtual Dispositivos Haptic
  • 37. Realidad Virtual Sistemas de cómputo
    • Generación de las gráficas de la escena
    • Control de dispositivos de entrada y
    • salida
    • Cálculo de la simulación
    • Cálculo del ambiente
  • 38. Realidad Virtual Configuraciones Actuales
    • PC con aceleradores gráficos
    • Estaciones de trabajo con un
    • procesador
    • Estaciones de trabajo con varios
    • Procesadores
    • C ú mulo de computadoras
    • Estaciones de trabajo conectados en
    • una red rápida a una supercomputadora
  • 39. Realidad Virtual Herramientas de software para el desarrollo de aplicaciones de Realidad Virtual
  • 40. Realidad Virtual Necesidades
    • Desempeño
    • Flexibilidad
    • Facilidad de uso
  • 41. Realidad Virtual Capacidades del ambiente
    • Multiplataformas
    • Soporte para hardware VR
    • Abstracción del hardware
    • Ambientes distribuidos
  • 42. Realidad Virtual Interfaces, herramientas y lenguajes
    • Interfaces de alto y bajo nivel
    • Interfaces gráficas
    • Interacción
    • APIS y lenguajes
  • 43. Realidad Virtual Otros factores
    • Extensibilidad
    • Limitaciones mínimas
    • Monitoreo del desempeño
    • Comercial - Investigación
  • 44. Realidad Virtual Software de RV
    • Alice
    • OpenSceneGraph ---- Iris Performer
    • Dvise
    • Lightning
    • MR Toolkit
    • World Toolkit
    • VR Juggler ----- CAVELib
    • Virtools
    • Quest3D
  • 45. Realidad Virtual Perspectivas
    • Dispositivos de interacción natural
    • Ambientes compartidos en tiempo real
    • Mayor acceso a ambientes virtuales
    • Costo de equipo bajo
    • Comunicaciones más rápidas
  • 46. Ixtli: Realidad Virtual como servicio a la comunidad Académica
  • 47. Dimensiones: 140 o 8.90 de longitud 2.55 de Altura 42 asientos 3 Proyectores 2000 Lumens 3520 x 1024 pixeles Dolby Surround 5.1 3 c á maras Sistema de rastreo Realidad Virtual
  • 48.
    • ONYX 350 PC DUAL MAC G5 LAPTOP DVD WR DVD R VHS DVPRO VIDEO CONFERENCIA 3 CAMARAS
  • 49. CABINA PREPARACIÓN DEP. VIS. SALA DE PREPARACIÓN SALA
  • 50. Conexi ó n de RED del Portal IXTLI a RED UNAM LAN Interna Gigabite Ethernet Videoconferencia RED UNAM
  • 51.
    • Fondo 3D
    • 7 ventanas
    • Mover
    • Escalar
    3 C Á MARAS
  • 52. Software RV en Ixtli
  • 53. Lista de software
    • Performer
    • OpenSceneGraph
    • OpenInventor
    • VrJuggler
    • Amira VR
    • AVS VR
    • Virtools
    • Quest3D
    • Ogre
  • 54. Tendencia
    • Software libre para Realidad Virtual
    • OpenSceneGraph/ Coin3d
    • VrJuggler
  • 55. Por qué software libre ?
    • Podemos modificarlo y crear nuevas bibliotecas que se requieran en nuestras aplicaciones
    • Las aplicaciones desarrolladas pueden usarse en otros sitios ( RV de bajo costo)
  • 56. Bonampak
    • Instituto de Investigaciones Est éticas
  • 57.
    • Bonampak es parte del proyecto “La Pintura
    • Mural en México”
    • Objetivo:
    • Crear ambientes virtuales de los sitios
    • arqueológicos que poseen pinturas murales
    • para su estudio y conservación
  • 58. Aplicando técnicas de RV
    • Navegación dentro del sitio arqueológico
    • Grabación de recorridos preestablecidos
    • Mostrar diferentes etapas constructivas
    • Navegación compartida
  • 59. Hardware.
    • Sala Ixtli
    • Navegación con teclado y mouse o con sistema de rastreo (Tracking system)
    • PC, sistema de RV estéreo pasivo
  • 60. Software
    • Performer y VrNav
    • ¿Por qué se seleccionó este software?
    • Performer es un grafo de escena
    • Performer soporta multiprocesamiento y multidespliegue en SGI
    • vrNav esta basado en Vrjuggler
  • 61. Software
    • ¿Por qué se seleccionó este software? (continua)
    • Vrjuggler gestiona todos los dispositivos de un sistema RV
    • Vrjuggler permite la fácil migración de una aplicación a diferentes sistemas RV
    • vrNav incluye navegación, grabación de recorridos y navegación compartida
    • vrNav y Vrjuggler es código libre
  • 62. Video Bonampak
  • 63. Catalasa
    • Instituto de Fisiologia Celular
  • 64. Objetivo
    • Visualizar las diferentes estructuras que componen la catalasa y el mecanismo cuando se unen al ocurrir una reacción química
  • 65. Porque en RV?
    • En un espacio con profundidad es posible ver y analizar la formas en que estan compuestas las estructuras
    • Ayuda al entendimiento del comportamiento de esta proteína
  • 66. Software utilizado
    • AMIRA VR
    • Los modelos de la proteína lo obtienen en archivos pdb
    • Amira permite incluir los dispositivos para el despliegue y manipulacion con los objetos
  • 67. Hardware utilizado
    • El desarrollo de la aplicación se realiz ó en máquinas PC/Linux
    • La aplicación para los investigadores se ejecuta en la máquina SGI /Onyx , con sistema de tracking
  • 68. Video Catalasa
  • 69. Realidad Virtual Aplicaciones
    • Entrenamiento
    • Medicina
    • Diseño
    • Arquitectura
    • Educación
    • Ambientes compartidos
  • 70. Realidad Virtual Entrenamiento
  • 71. Realidad Virtual Medicina
  • 72. Realidad Virtual Arquitectura
  • 73. Realidad Virtual Diseño
  • 74. Realidad Virtual Simulación
  • 75. Realidad Virtual Educación
  • 76. Realidad Virtual Ambientes compartidos
  • 77. Cluster para Realidad Virtual
  • 78. ¿Por qué clusters en RV?
    • Son baratos
    • Ofrecen gran poder de cómputo
    • Su arquitectura es muy flexible
    • Tarjetas de video en PCs son cada vez más potentes y rápidas
    • Crece el interés en desarrollar software para cluster en RV
  • 79. ¿Qué problemas existen?
    • Separación y sincronización de procesos en los nodos del cluster
    • La sincronía de las tarjetas de vídeo en el multidespliegue
    • El manejo de los dispositivos
  • 80. Software para cluster
    • OpenSceneGraph
    • OpenSG
    • Chromium
    • Amira VR
    • Virtools
    • Syzygy
  • 81. Aplicaciones para colaboración en red
  • 82. Aplicaciones
    • Comunicar grupos de trabajo localizados en sitios remotos
    • Creación de ambientes virtuales colaborativos
    • Creación de laboratorios virtuales
    • Museos interactivos
    • Aplicaciones en Internet 2
  • 83. Retos
    • Manejo del ancho de banda
    • Sincronización en el ambiente
    • Interacción simultánea
    • Integración con videoconferencia, multimedios, etc.
  • 84. Software
    • VrNav
    • CaveRNSoft
    • Quanta
    • Avango
  • 85. Comportamientos en RV
  • 86. Objetivos
    • Crear un esquema de trabajo en la creacion de ambientes virtuales dinamicos
    • Minimizar el tiempo de desarrollo de los mismos
  • 87. Propuesta
    • Utilizar la especificacion de x3d para la creación de mundos virtuales
    • Integrar las acciones-reacciones de estos mundos, dentro del API de desarrollo de software libre OpenSceneGraph o coin3D
    • Tener la metodología para la creación y manejo de personajes ( Cal3D)