Curso basAR e Funções

Math.IA Curso basAR

Christopher Shneider Cerqueira – christophercerqueira@gmail.com

Claudio Kirner – ckirner@gmail.com

https://sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar http://www.ckirner.com/basar

Requisitos

• Windows

• basAR – Download:

• https://sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar

• http://www.ckirner.com/basar

• Alguns modelos 3D em VRML

• Editor de texto simples, como o Bloco de Notas.

basAR: Math.IA sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar ou www.ckirner.com/basar/

Roteiro

• Introdução: Metas

• basAR

• Criando infraestrutura, estrutura e conteúdo

• Criando comportamento com controle matemático. – Conceitos:

• Mudança de estado

• Lógicas de controle.

– Comandos

– Atividade

Introdução

• Criar um cenário de Realidade Aumentada. – Dois pontos de seleção e um ponto de exibição

• Utilizar o software basAR.

• Entender a construção do cenário.

• Entender os conceitos de mudança de estado e mudança de atributos

basAR: Behavioral Authoring System for Augmented Reality

• Meta-ferramenta de autoria de ambientes inteligentes de realidade aumentada .

– Estrutura de comportamento baseada em pontos de ação

– Cross-Reality

• COMPORTAMENTO DINÂMICO entre PONTOS DE AÇÃO

Comportamento

Pontos de ação

Hardware Externo

• Infraestrutura: especificar a área de trabalho (workspace) da aplicação

• Estrutura: os posicionamentos dos pontos de ação sobre a infraestrutura.

• Contexto: modelos, sons e outros objetos definidos na estrutura.

• Atuação: método de interação com a estrutura.

• Comportamento: regras de interação entre os atuadores e a estrutura.

Aplicação em camadas

Hierarquia de objetos

Behavior

Actuator

point1 ... pointK

app_pointM1

m1.dat

m1.wrl

Feedback

Click1.mp3

Error.mp3

Turn real motor ON

app_pointK

m1.dat

m1.wrl

m2.dat

M2.wrl

Hierarquia de arquivos config_basAR

config_behavior

config_base

config_actuator

app_pointM1

m1.dat

m1.wrl

app_arduino app_pointK

m1.dat

m1.wrl

m2.dat

M2.wrl

INFRAESTRUTURA, ESTRUTURA, CONTEÚDO E ATUAÇÃO

Criando

Sistema config_basAR

config_behavior

config_base

config_actuator

app_pointM1

m1.dat

m1.wrl

m1.dat

m1.wrl

m2.dat

M2.wrl

• Configura:

– a primeira interligação dos objetos;

– modo de exibição da janela;

– objetos padrões.

• Arquivo:

{basAR}/Data/config_basAR

Sistema

#config_basAR basAR

WINDOWED VRML wrl/action/ballBlue.dat VRML Wrl/Action/ballGreen.dat VRML Wrl/Action/ballRED.dat VRML Wrl/action/tampa.dat Audio/explosion.wav 0.5 Audio/backTrack.mp3 LOOP 0.3 Audio/bell.wav ONCE 0.5 Data/config_behavior # Rule Machine # Bases 1 Data/config_base1 # Actuators 1 ARTKSM Data/config_transport

Infraestrutura config_basAR

config_behavior

config_base

config_actuator

app_pointM1

m1.dat

m1.wrl

m1.dat

m1.wrl

m2.dat

M2.wrl

• correlação entre o mundo real e o mundo virtual

• Definição de base

• Arquivo:

{basAR}/Data/config_base

Infraestrutura

#config_base1 # This file contains the setup for a workspace BASE1 # Single ARToolKit Marker configuration ARTKSM Data/Markers/base.patt 53.0 0.0 0.0 USE_DEFAULT # Workspace Sounds Audio/bell.wav ONCE 0.5 # Visible Sound Audio/explosion.wav 0.5 # Error sound wrl/action/status.dat

Estrutura config_basAR

config_behavior

config_base

config_actuator

app_pointM1

m1.dat

m1.wrl

m1.dat

m1.wrl

m2.dat

M2.wrl

• Pontos do espaço virtual com esferas de ação, modelos associados e comportamento.

• Localização, orientação e escala dos objetos virtuais.

• Arquivo:

{basAR}/Data/config_base

… Pen # Point Name DEFAULT_IPOINT # Action Model File Data/app_pen # OBJECT Model File 20.0 20.0 0.0 # Translation 0.0 0.0 0.0 # Rotation 1.0 1.0 1.0 # Scale 900.0 # Action radius

Estrutura

Exemplo com 3 pontos

Ponto1

DEFAULT_IPOINT

NO_OBJECT

100.0 100.0 25.0

0.0 0.0 0.0

1.0 1.0 1.0

Ponto2

DEFAULT_IPOINT

NO_OBJECT

100.0 -100.0 25.0

0.0 0.0 0.0

1.0 1.0 1.0

pontoVisual

DEFAULT_IPOINT

Data/App/app_obj

100.0 0.0 25.0

0.0 0.0 0.0

1.0 1.0 1.0

{basAR}/Data/config_base 17

Arquivo config_base completo _p1

BASE1 ARTKSM Data/Markers/base.patt 53.0 0.0 0.0 USE_DEFAULT Audio/bell.wav ONCE 0.5 Audio/explosion.wav 0.5 wrl/action/status.dat

3 Ponto1 DEFAULT_IPOINT NO_OBJECT 100.0 100.0 25.0 0.0 0.0 0.0 1.0 1.0 1.0 300.0

Arquivo config_base completo _p2

Ponto2

DEFAULT_IPOINT

NO_OBJECT

100.0 -100.0 25.0

0.0 0.0 0.0

1.0 1.0 1.0

pontoVisual

DEFAULT_IPOINT

Data/App/app_obj

100.0 0.0 25.0

0.0 0.0 0.0

1.0 1.0 1.0

Conteúdo config_basAR

config_behavior

config_base

config_actuator

app_pointM1

m1.dat

m1.wrl

m1.dat

m1.wrl

m2.dat

M2.wrl

• objetos 3D e áudios que são utilizados.

• Arquivos:

{basAR}/Data/App/app_obj

{basAR}/Wrl/quad.dat

{basAR}/Wrl/triang.dat

{basAR}/Wrl/quad.wrl

{basAR}/Wrl/triang.wrl

#app_obj 2 # Number of objects MODEL3D VRML Wrl/quad.dat MODEL3D VRML Wrl/triang.dat

Conteúdo

#quad.dat quad.wrl 0 0 0 0 90 0 0 0 0

# triang.dat triang.wrl 0 0 0 0 90 0 0 0 0

Atuação config_basAR

config_behavior

config_base

config_actuator

app_pointM1

m1.dat

m1.wrl

m1.dat

m1.wrl

m2.dat

M2.wrl

• Interação do usuário com o sistema

#config_tranport ARTKSM1 # Single ARToolKit Marker configuration Data/Markers/shovell.patt # Marker 37.0 # Width(mm) 0.0 0.0 # Central USE_DEFAULT # Marker cover VRML wrl/Action/ssd.dat # Symbolic

model # Collision point DEFAULT_IPOINT # Point model 20.0 0.0 0.0 # Translation (x,y,z) (mm) 400.0 # Action radius of the point

Atuação

COMPORTAMENTO DE CLICKS Criando

Comportamento?

• Controle do feedback do sistema ao receber estimulo do usuário.

• Baseado em máquina de estados (grafo de cena).

• Ações Comandos

• Estados Blocos de comandos

Exemplo de estado

• Inicia estado

• Ponto 1 estático, exibe tudo

• Finaliza estado

• Outros comandos vide manual do basAR!

BEGIN_STATE 1

1 STAT BOTH

2 STAT BOTH

3 STAT BOTH

END_STATE

O que é click?

• Seleção Ação Liberação

• Selecionar um ponto onde a ação é alterar o fluxo de execução para outro estado, onde as ações e atributos dos pontos podem ser alterados.

Mapa de atitudes:

• Clicando um ponto

– Configuração do sistema • Modelos do ponto

• Posicionamento do ponto

– Animações simuladas

• Matrizes de posicionamento

basAR: Math.IA sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar ou www.ckirner.com/basar/ Collision between actuator

and action point

Move action

System

ControlledUser controlled

Release point

Test relseaseAttract point

Repels point

Reactive zone: collision of the moving point with others

action points

Point selected

If selectable

Configure

System

Release point

Mudança de estado

• A mudança de estado pode ser realizada pelo sucesso dos comandos de movimentação (Vide tutorial sobre movimentação) ou utilizando um ponto com uma ação de mudança de estado.

• Com o click do atuador no ponto de mudança de estado é possível mudar os atributos e reconfigurar a atitude e exibição do ambiente.

Tipos de estados

Estado de trabalho

• Este tipo de estado espera uma ação ser completada para que ocorra mudança de estado

BEGIN_STATE 4

END_STATE

Estado de configuração

• Este tipo de estado, após aplicar as alterações de comportamento, altera automaticamente o estado.

BEGIN_STATE 4

END_STATE GO_TO 5

Comando que habilita mudança de estado

• Mudar estado (Change State)

– CHGST

• 1 CHGST ONLY_OBJECT 4

Point ID CHGST Audio OverplayNextStateShowMode

Funções de controle matemáticas

• Permitem a construção de lógicas para auxiliar no controle do fluxo do programa.

• Permitem loops (For, while, do-while)

• Permitem colocar peso nos nós ( Inteligência Artificial)

Variáveis por ponto

Subsistema de comandos

matemáticas

• Cada ponto tem uma variável A e B.

Comandos entre as variáveis

• Carregar Valor:

• Adicionar valor

• Subtrair entre variaveis

• Swap

• Inverter sinal

• Multiplicar

• Comparar

Comandos de carregar valor

• Carregar valor na variável A. A <= Value

– LOADA

– 1 LOADA 25.5

• Carregar valor na variável B. B<= Value

– LOADB

– 1 LOADB 30

Point ID LOADA Value

Point ID LOADB Value

Comandos para adicionar valor

• Somar valor em A. A <= A + Value

– ADDA

– 1 ADDA 15

• Somar valor em B. B <= B + Value

– ADDB

– 1 ADDB 35 36

Point ID ADDB Value

Point ID ADDA Value

Comandos para subtrair entre variáveis

• Subtrair B de A. A <= A - B

– AMB

– 1 AMB

• Subtrair A de B B <= B - A

– BMA

– 1 BMA 37

Point ID AMB

Point ID BMA

Comandos para inverter sinal

• Inverte o sinal de A. A <= - A

– NEGA

– 1 NEGA

• Inverte o sinal de B. B <= -B

– NEGB

– 1 NEGB 38

Point ID NEGB

Point ID NEGA

Comandos para multiplicar valor

• Multiplica valor em A. A <= A * Valor

– MULA

– 1 MULA 5

• Multiplica valor em B. B <= B * Valor

– MULB

– 1 MULB 3 39

Point ID MULB Value

Point ID MULA Value

Comando de troca entre variáveis

• Trocar variáveis. A <= B e B <= A

– SWAB

– 1 SWAB

Point ID SWAB

Comandos de comparação

• Compara A com B. Com condições. Se comparação é válida muda de estado.

– A > B ( GREATER)

– A < B ( LESSER)

– A = B (EQUALS)

– CMP

– 1 CMP LESSER 7

Point ID CMP TYPE NextState

Comandos de comparação

• Compara A com Value. Com condições. Se comparação é válida muda de estado.

– A > Value ( GREATER)

– A < Value ( LESSER)

– A = Value (EQUALS)

– CMP

– 1 CMP 35.5 LESSER 7

Point ID CMPV TYPE NextStateValue

Comportamento config_basAR

config_behavior

config_base

config_actuator

app_pointM1

m1.dat

m1.wrl

m1.dat

m1.wrl

m2.dat

M2.wrl

Exemplo de Loop

• Exemplo 1. Criar loop para contar Clicks.

• Arquivo de comportamento:

{basAR}/Data/config_behavior

• Clicando em qualquer ponto soma contador e quando houver um total de 6 clicks para a aplicação

Arquivo de Comportamento BEGIN_STATE 1

1 CHGST ONLY_BALL 2

2 CHGST ONLY_BALL 3

3 CHGST ONLY_BALL 4

END_STATE

BEGIN_STATE 2

1 STAT ONLY_BALL

END_STATE GO_TO 5 AFTER 1

BEGIN_STATE 3

2 STAT ONLY_BALL

BEGIN_STATE 4

3 STAT ONLY_BALL

BEGIN_STATE 5

1 ADDA 1

END_STATE GO_TO 6

BEGIN_STATE 6

1 CMPV 6 EQUALS 7

END_STATE GO_TO 1

BEGIN_STATE 7

1 STAT ONLY_BALL

END_STATE

RESUMO

Resumo comandos utilizados

– STAT: [PointID] STAT [ShowMode] <AUDIO> <OVER?>

– CHGST: [PointID] CHGST [ShowMode] [NextState] <AUDIO> <OVER?>

– LOADA: [PointID] LOADA [Value]

– LOADB: [PointID] LOADB [Value

–ADDA: [PointID] ADDA [Value]

–ADDB: [PointID] ADDB [Value]

–AMB: [PointID] AMB

–BMA: [PointID] BMA

–NEGA: [PointID] NEGA

–NEGB: [PointID] NEGB

–MULA: [PointID] MULA [Value]

–MULB: [PointID] MULB [Value]

– CMP: [PointID] CMP [GREATER/LESSER/EQUALS] [NEXTSTATE]

– CMPV: [PointID] CMPV [Value] [GREATER/LESSER/EQUALS] [NEXTSTATE] 48

Ajuda online

• Videos exemplificando cada comportamento disponível e os arquivos utilizados neste tutorial estão disponíveis em:

https://sites.google.com/site/christophercerqueira/projetos/ear/basar/cursos

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Christopher Shneider Cerqueira – christophercerqueira@gmail.com

Claudio Kirner – ckirner@gmail.com

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